4. Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
Цель работы;
Изображение исследуемых логических элементов;
Логические функции, реализуемые устройствами заданные таблично и аналитически;
Изображения описаний проектов, выполненных в среде MAX+PLUS II.
Изображение результатов моделирования в среде MAX+PLUS II (файлы с расширением *.SCF).
Выводы по работе.
5. Контрольные вопросы
Основные логические элементы?
Логический элемент НЕ?
Логический элемент ИЛИ?
Логический элемент И?
Логический элемент стрелка Пирса?
Логический элемент штрих Шеффера?
Логический элемент исключающее ИЛИ?
Основные законы булевой алгебры?
Коммутативный закон?
Ассоциативный закон?
Дистрибутивный закон?
Закон поглощения?
Закон склеивания?
Закон Де Моргана?
Лабораторная работа №2
изучение системы триггеров в almera max+plus ii
Цель работы: исследование различных видов триггеров (RS, JK, D, T) и определение логики их работы.
1. Основные положения
Триггерное устройство предназначено для запоминания логической информации и использование в качестве элементов памяти в последовательных логических устройствах.
Триггер – логическое устройство, запоминающее поданную на его вход информацию в определенный момент времени и изменяющее свое состояние при поступлении информации в последующие моменты времени.
В общем случае триггеры состоят из собственно элемента памяти и входной комбинационной логике, формирующей входные сигналы.
Триггеры могут иметь исполнение в двух базисах (И-НЕ и ИЛИ-НЕ):
а) триггер в базисе И-НЕ (рис.1)– его активному уровню соответствует «0»;
Рисунок 1 RS-триггер в базисе И-НЕ
б) триггер в базисе ИЛИ-НЕ (рис.2) – его активному уровню соответствует «1».
Рисунок 2 RS-триггер в базисе ИЛИ-НЕ
Классификация триггеров:
по условию считать, что все информационные входы могут быть:
S (set) 1 установка триггера в «1»;
R (reset) 0 установка триггера в «0»
K установка универсального триггера в «0»;
J установка универсального триггера в «1»;
T счетный вход триггера;
C синхронизирующий вход триггера;
D вход данных определяющих состояние триггера при поступлении синхронизирующего сигнала;
V режим сохранения информации.
В связи с таким разделением триггеры бывают: RS-, JK-, D-, T- триггеры
По моменту времени изменения состояния триггера:
асинхронные – изменение состояния триггера происходит в момент поступления информационного сигнала;
синхронные – изменение состояния триггера происходит в момент поступления синхронизирующего сигнала C в соответствии с другими информационными сигналами.
по виду входных сигналов:
статические – состояние триггера изменяется уровнем входного сигнала;
динамические – состояние триггера изменяется перепадом входного сигнала из «0» в «1» или из «1» в «0».
На рисунке 3 приведены обозначения статических и динамических триггеров.
Рисунок 3 Статические и динамические триггеры:
а) статический RS-триггер с активным единичным уровнем (базис ИЛИ-НЕ); б) статический RS-триггер с активным нулевым уровнем(базис И-НЕ); в) динамический D-триггер (передний фронт); г) динамический D-триггер (задний фронт).
RS-триггер. Внешний вид триггера приведен на рисунках 1, 2, 3а) и 3б). Логика работы триггера приведена в таблицах 1,2,3 и 4.
Таблица 1. Таблица истинности для RS-триггера построенного на базисе ИЛИ-НЕ.
S |
R |
Q |
Режим |
0 |
0 |
х |
Хранение |
0 |
1 |
0 |
Сброс |
1 |
0 |
1 |
Установка |
1 |
1 |
- |
Запрещенная комбинация |
Таблица 2. Таблица истинности для RS-триггера построенного на базисе И-НЕ.
S |
R |
Q |
Режим |
0 |
0 |
- |
Запрещенная комбинация |
0 |
1 |
1 |
Установка |
1 |
0 |
0 |
Сброс |
1 |
1 |
х |
Хранение |
Таблица 3. Таблица переходов для RS-триггера построенного на базисе ИЛИ-НЕ
Qt |
St |
Rt |
Qt+1 |
0 |
0 |
- |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
- |
0 |
1 |
Таблица 4. Таблица переходов для RS-триггера построенного на базисе И-НЕ
Qt |
St |
Rt |
Qt+1 |
0 |
1 |
- |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
- |
1 |
1 |
JK-триггер. По логике работы напоминает RS-триггер за одним исключением: при подаче на вход одновременно двух входных сигналов с активным уровнем состояние триггера изменяется на противоположное. J– вход установки в «1», K – вход сброса в «0». На рис.4 изображен JK-триггер. Его таблица истинности и таблица переходов даны в таблицах 5 и 6 соответственно.
Рисунок 4. JK-триггер
Таблица 5. Таблица истинности JK-триггера
J |
K |
JK-триггера в базисе ИЛИ-НЕ |
JK-триггера в базисе И-НЕ |
||
Q |
Режим |
Q |
Режим |
||
0 |
0 |
х |
Хранение |
x |
Инвертирование |
0 |
1 |
0 |
Сброс |
1 |
Установка |
1 |
0 |
1 |
Установка |
0 |
Сброс |
1 |
1 |
х |
Инвертирование |
х |
Хранение |
Таблица 6. Таблица переходов JK-триггера.
Qt |
JK-триггера в базисе ИЛИ-НЕ |
JK-триггера в базисе И-НЕ |
Qt+1 |
||
Jt |
Kt |
Jt |
Kt |
||
0 |
0 |
- |
1 |
- |
0 |
0 |
1 |
- |
0 |
- |
1 |
1 |
- |
1 |
- |
0 |
0 |
1 |
- |
0 |
- |
1 |
1 |
JK-триггер является универсальным триггером, так как на его основе можно получить любой известный триггер.
D-триггер. Логика работы D-триггера описывается следующим образом: триггер установится в состояние соответствующее входу D в момент поступления синхронизирующего сигнала С. Синхронизирующий сигнал С – импульсный сигнал, у которого активным может быть как фронт, так и срез импульса. На рисунке 5 и 6 изображены D-триггер и его временные диаграммы.
Рисунок 5 D-триггер с предварительной асинхронной установкой (RS - входы) и синхронной записью (вход – С).
Рисунок 6 временные диаграммы работы D-триггера
В таблице 7 дана логика работы D-триггера.
Таблица 7. Таблица переходов D-триггера.
Qt |
Сt |
Dt |
Qt+1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Т-триггер. Логика работы Т-триггера (рис.7) словесно описывается следующим образом: при подаче на ход импульсного сигнала состояние триггера изменяется на противоположное либо по переднему фронту, либо по срезу (заднему фронту) импульса. Из определения следует, что Т-триггер – динамический триггер.
а) б)
Рисунок 7 Т-триггер: а) срабатывание по переднему фронту импульса; б) срабатывание по срезу (заднему фронту) импульса.
На рисунке 8 приведены, временны диаграммы срабатывания Т-триггера.
Рисунок 8 Временные диаграммы Т-триггера: а) срабатывание по переднему фронту импульса; б) срабатывание по срезу (заднему фронту) импульса.
Т-триггер выполняет деление частоты на
2, так как
,а
2=21,
то
.
В таблице 8 дана таблица переходов Т-триггера.
Таблица 8 Таблица переходов Т-триггера
Qt |
Тt |
Qt+1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |