Описание используемых триггеров

Лабораторная работа выполняется с использованием RS-триггеров, собранных на элементах И-НЕ и микросхем К155ТМ2 (D-триггеры) и К155ТВ1 (JK-триггер) или их аналогов при выполнении работы на компьютере: 74LS74 (7474) и 74LS72 (7472) соответственно. Возможно применение и других моделей D-триггеров и JK-триггеров без привязки к конкретным сериям элементов, которые имеются в библиотеке цифровых элементов «Digital». Условные обозначения используемых микросхем и моделей приводятся ниже.

На рисунке 21 предложена схема асинхронного RS-триггера, поведение которого необходимо изучить, его условное обозначение и временные диаграммы работы. Можно заметить, что запрещённой комбинацией входных сигналов является S=R=0, что приводит к появлению на обоих выходах уровней логической единицы. Эта ситуация не показана на временных диаграммах. Состояние сигнала на прямом выходе определяет состояние триггера.

Условимся обозначать входные сигналы обозначать так же, что и метки этих входов, расположенные в дополнительном поле условного обозначения, но помнить при этом, что при наличии на входе символа инвертирования (кружочек) активным сигналом по этому входу является логический ноль.

Рис. 21. Схема, условное графическое обозначение и временные диаграммы работы асинхронного RS-триггера

Наличие логического нуля на входе S (Set – установка) приводит к записи единицы и запись продолжается в течение всего временного интервала, пока присутствует ноль. Логический ноль на входе R (Reset-сброс) записывает ноль в триггер. При S=R=1 триггер переходит в режим хранения записанной информации.

На рисунке 22 предложена схема и условное обозначение синхронного RS-триггера на элементах И-НЕ. Триггер принимает информацию с входов R и S при единичном уровне на синхронизирующем входе C. Активным уровнем по всем входам будет уровень логической единицы. Запрещённая комбинация наблюдается при равенстве: S=R=C=1. Если во время такой комбинации произойдёт переход сигнала синхронизации в режим хранения, когда C=0, то поведение триггера будет непредсказуемо, возможно возникновение кратковременной генерации и установившееся состояние триггера в этом случае непредсказуемо.

Рис. 22. Схема и условное графическое обозначение синхронного

RS-триггера

На рисунке 23 предложены условные обозначения синхронного D-триггера микросхемы К155ТМ2 (а), модели микросхемы иностранного аналога 74LS74 (б) и модели D-триггера (в), не привязанной к конкретной серии элементов. Но эта модель соответствует по выполняемым функциям изучаемому D-триггеру, имеющему асинхронные S (вход сверху условного обозначения) и R (вход снизу условного обозначения) входы с активными нулями и принимающему сигнал с входа D при наличии на входе синхронизации нарастающего фронта.

Рис. 23. Условные обозначения D-триггера микросхемы К155ТМ2 (а),

иностранного эквивалента 7474 (б), модель исследуемого триггера (в) и временные диаграммы работы

 

На рисунке 24 предложены условные обозначения JK-триггера микросхемы К155ТВ1 (а), модели микросхемы иностранного аналога 74LS72 (б) и модели JK-триггера (в), не привязанной к конкретной серии элементов и имеющей в отличии от упомянутых микросхем по одному входу J и K. Если в микросхемах К155ТВ1 и 7472 используются для подачи сигналов не все три входа J или три входа K, то на свободные входы необходимо подать уровень логической единицы. Асинхронные входы обладают максимальным приоритетом. То есть подача активного сигнала на один из асинхронных входов должна приводить к блокировке синхронных входов.

Рис. 24. Условные обозначения JK-триггера микросхемы К155ТВ1 (а),

иностранного эквивалента 7472 (б) и модели исследуемого триггера (в)

Упомянутые JK-триггеры построены как двухступенчатые, то есть при C=1 происходит запись информации с входов J и K в первый триггер (первая ступень), а с переходом синхросигнала в нулевое состояние происходит перепись информации с первого триггера во второй, который является выходным. То есть на выходах триггера наблюдается изменение состояния после прихода спадающего фронта синхросигнала при C=0.

Задание для подготовки к выполнению лабораторной работы

Изучить теоретический материал по лекциям и рекомендованной литературе (страницы с 55 по 89 конспекта лекций [Л.А.Брякин. Основы схемотехники цифровых устройств: конспект лекций. – Пенза: Изд. Пенз.гос. ун-та, 2006. – 104 стр.]). Составить временные диаграммы изучаемых триггеров с учётом номера варианта, таблицы 11 и рисунка входных сигналов (рис. 25) при изучении работы триггеров в статике (входные информационные сигналы формируются тумблерами, а синхронизирующие сигналы с помощью кнопок с антидребезговыми схемами при работе на стенде).

Рис. 25. Временные диаграммы вспомогательных сигналов

Таблица 11

№	Входные сигналы триггеров	№	Входные сигналы триггеров
статика	динамика	статика	динамика
	S=D=J=a	S=D=J=F2		S=D=J=e	S=D=J=F8
R=K=b	R=K=F4	R=K=b	R=K=F4
	S =J=a	S =J=F4		S =J=d	S =J=F2
R=K=D=d	R=K=D=F2	R=K=D=e	R=K=D=F4
	S=J=e	S=J=F4		S=D=J=e	S=D=J=F4
R=K=D=a	R=K=D=F8	R=K=f	R=K=F8
	S=D=J=f	S=D=J=F8		S=D=J=f	S=D=J=F4
R=K=a	R=K=F4	R=K=g	R=K=F2
	S=D=J=g	S=D=J=F2		S=D=J=g	S=D=J=F8
R=K=a	R=K=F8	R=K=e	R=K=F2
	S=D=J=b	S=D=J=F8		S=D=J=f	S=D=J=F4
R=K=d	R=K=F2	R=K=b	R=K=F8

 

Сигнал «c» используется в качестве синхросигнала в синхронных триггерах, а остальные сигналы используются в качестве информационных при построении поведения изучаемых триггеров. Если поведение триггеров изучается в динамике, то с учётом варианта необходимо определить, какой входной сигнал следует использовать в качестве сигнала синхронизации осциллографа. Для синхронных триггеров сигналом синхронизации является сигнал с максимальной частотой F. Динамика изучается с испольхованием стендов, но может быть использованы и модели сигналов серии F, F2, F4, … Можно использовать файлы: word-generator.ewb или word-generator2.ewb, выбрав максимальную частоту разумным образом.

Для каждого пункта в отчёте записать задание с учётом номера бригады, предложить схемы изучаемых триггеров, таблицы переходов, определить запрещённые комбинации входных сигналов, если они есть, построить временные диаграммы в статике, описать особенности работы триггеров.

 

Порядок выполнения работы

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: