6.5 Выполнение лабораторной работы
6.5.1 Реализовать схему тактируемого JK-триггера в счетном режиме в программе моделирования (рисунок 19).
6.5.2 С помощью моделирования получить таблицу истинности схемы. Учесть фиксированные состояния тактового сигнала.
6.5.3 Сделать вывод о назначении JK-триггера, и принципе его работы.
Рисунок 19 - Схема для моделирования
6.6 Контрольные вопросы
6.6.1 Какие функции выполняет JK-триггер, в каких устройствах может использоваться?
В чем различие принципов работы JK и RS триггеров?
Как долго JK-триггер может хранить свое состояние?
6.7 Вывод
7 Лабораторная работа
7.1 Тема работы: Работа с параллельным регистром
7.2 Цель работы: Изучение принципов построения и работы параллельных регистров.
7.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
7.4 Теоретическая часть работы
Регистры (англ. register) представляют собой, по сути, несколько D-триггеров (обычно от 4 до 16), соединенных между собой тем или иным способом. Поэтому принципиальной разницы между ними и отдельными D-триггерами не существует. Правда, триггеры, входящие в состав регистров, не имеют такого количества разнообразных управляющих входов, как одиночные триггеры.
В параллельных регистрах каждый из триггеров имеет свой независимый информационный вход (D) и свой независимый информационный выход. Тактовые входы (С) всех триггеров соединены между собой. В результате параллельный регистр представляет собой многоразрядный, многовходовый триггер.
Рисунок 20 - Структура параллельного регистра
Параллельные регистры, в свою очередь, делятся на две группы:
Регистры, срабатывающие по фронту управляющего сигнала С (или тактируемые регистры).
Регистры, срабатывающие по уровню управляющего сигнала С (или стробируемые регистры).
Чаще всего в цифровых схемах используются регистры, управляемые фронтом (то есть тактируемые), однако и стробируемые регистры имеют свой круг задач, в которых их ничто не может заменить.
7.5 Выполнение работы
7.5.1 Реализовать схему параллельного 4-х разрядного регистра с использованием D-триггера (из библиотеки EWB).
7.5.2 Описать принцип работы регистра с помощью таблицы истинности.
7.5.3 Сделать вывод о назначении параллельного регистра.
7.5.4 Ответить на контрольные вопросы
7.6 Контрольные вопросы
7.6.1 В чем состоит отличие параллельного регистра от последовательного?
7.6.2 На каких типах триггеров возможно построить регистры?
7.6.3 В каких устройствах вычислительной техники применяются регистры?
7.7 Вывод
8 Лабораторная работа
8.1 Тема работы: Работа со сдвиговым регистром
8.2 Цель работы: Изучение принципов построения и работы регистров сдвига.
8.3 Оборудование и программное обеспечение:
- персональный компьютер
- программа Electronics Workbench
8.4 Теоретическая часть работы
Регистры (англ. register) представляют собой, по сути, несколько D-триггеров (обычно от 4 до 16), соединенных между собой тем или иным способом. Поэтому принципиальной разницы между ними и отдельными D-триггерами не существует. Правда, триггеры, входящие в состав регистров, не имеют такого количества разнообразных управляющих входов, как одиночные триггеры.
Рисунок 21 - Структура сдвигового регистра
В сдвиговых регистрах (б) все триггеры соединены в последовательную цепочку (выход каждого предыдущего триггера соединен со входом D следующего триггера). Тактовые входы всех триггеров (С) объединены между собой. В результате такой триггер может рассматриваться как линия задержки, входной сигнал которой последовательно перезаписывается из триггера в триггер по фронту тактового сигнала С. Информационные входы и выходы триггеров могут быть выведены наружу, а могут и не выводиться - в зависимости от функции, выполняемой регистром.
В связи с названием направления сдвига в сдвиговых регистрах часто возникает путаница. Сдвиг бывает двух видов: вправо (основной режим, который есть у всех сдвиговых регистров) и влево (этот режим есть только у некоторых, реверсивных сдвиговых регистров). Названия эти отражают внутреннюю структуру регистров сдвига (рисунок 22) и перезапись сигналов последовательно по цепочке триггеров. При этом триггеры, вполне естественно, нумеруются слева направо, например, от 0 до 7 (или от 1 до 8) для 8-разрядных регистров. В результате сдвиг информации регистром вправо представляет собой сдвиг в сторону разрядов, имеющих большие номера, а сдвиг информации регистром влево - это сдвиг в сторону разрядов, имеющих меньшие номера.
Однако, как известно, в любом двоичном числе слева расположены старшие разряды, а справа - младшие разряды. Поэтому сдвиг двоичного числа вправо будет сдвигом в сторону младших разрядов, а сдвиг влево - сдвигом в сторону старших разрядов. Это противоречие, не чей-то злой умысел, просто так исторически сложилось, и об этом надо помнить разработчику цифровой аппаратуры.
Рисунок 22 - Направление сдвига в сдвиговых регистрах
8.5 Выполнение лабораторной работы
8.5.1 Реализовать схему четырехразрядного сдвигового регистра.
Для формирования входных сигналов использовать ключи. К выходным цепям подключить индикаторы.
8.5.2 С помощью моделирования получить таблицу истинности схемы. Нарисовать временную диаграмму работы схемы.
8.5.3 Охватить регистр обратной связью, для чего инверсный выход последнего триггера подключить на вход регистра. На тактовый вход подключить генератор импульсов с частотой 1Гц.
8.5.4 С помощью моделирования определить алгоритм работы полученной схемы. Нарисовать временную диаграмму работы схемы.
8.5.5 Ответить на контрольные вопросы.