51079

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ JK-ТРИГГЕРА

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В состав лабораторного стенда входят: базовый лабораторный стенд; лабораторный модуль dLb8 для исследования работы триггера. В интегральной схемотехнике триггеры обычно выполняются синхронными поэтому сигналы на информационных входах влияют на состояние триггера только при поступлении тактового сигнала на его вход синхронизации .1 приведен один из вариантов построения синхронного двухступенчатого триггера.

Русский

2014-02-05

381.74 KB

16 чел.

Лабораторная работа №8

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ JK-ТРИГГЕРА

Целью работы является исследование работы - триггера.

В состав лабораторного стенда входят:

  1.  базовый лабораторный стенд;
  2.  лабораторный модуль dLab8 для исследования работы - триггера.

Краткие теоретические сведения

- триггер имеет два информационных входа  и , предназначенные для установки его выхода в логическое состояние 1 или 0. В интегральной схемотехнике - триггеры обычно выполняются синхронными, поэтому сигналы на информационных входах влияют на состояние - триггера только при поступлении тактового сигнала на его вход синхронизации .

На рис. 8.1 приведен один из вариантов построения синхронного двухступенчатого - триггера.

Рис. 8.1. Схема синхронного двухступенчатого - триггера

Схема состоит из основного - триггера на элементах ,  и дополнительного – на элементах , . Элементы ,  обеспечивают синхронизацию основного триггера, а элементы ,  – синхронизацию дополнительного триггера. Основной триггер тактируется потенциалом логической 1, поступающим на вход . Элемент  инвертирует тактовый сигнал, поэтому дополнительный триггер тактируется потенциалом логического 0.

Рассмотрим работу триггера при разных комбинациях входного сигнала. Пусть в исходном положении триггер находится в нулевом состоянии (). Тогда на одном из входов элементов  и  будут, соответственно, логическая 1 () и логический 0 (). При отсутствии входного тактового импульса, т.е. при , элементы  и  закрыты независимо от того, какие сигналы будут на остальных их входах.

Пусть на вход  подан сигнал логической 1 (), а на входе  присутствует логический 0 (). Тогда с приходом импульса синхронизации  элемент  откроется, а элемент  останется закрытым. Одновременно с этим закроются оба элемента  и  сигналом логического 0, снимаемым с выхода инвертора . Сигнал логического 0 с выхода открытого элемента  установит основной триггер в состояние логической 1. Тогда на одном из входов элемента  будет сигнал логической 1, а на входе элемента  – сигнал логического 0. Эти сигналы никак не повлияют на состояние дополнительного триггера, так как во время действия импульса синхронизации  элементы  и  закрыты нулевым потенциалом с выхода инвертора . По окончании импульса синхронизации элементы  и  закроются, а на выходе инвертора  и, следовательно, входах элементов  и  появится логическая 1. Так как основной триггер находится в состоянии логической 1, то откроется элемент  и установит дополнительный триггер в состояние логической 1 ().

Аналогично можно показать, что при  и  с приходом импульса синхронизации триггер установится в состояние логического нуля . Таким образом, в триггере данного типа изменение выходного сигнала происходит только в моменты, когда потенциал на входе синхронизации  переходит из 1 в 0. Поэтому говорят, что эти триггеры тактируются срезом тактового импульса в отличие от триггеров, тактируемых потенциалом.

Временная диаграмма работы - триггера показана на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Временная диаграмма работы - триггера

Функционирование - триггера определяется уравнением:

,

(8.1)

Работа - триггеров описывается таблицей истинности (табл. 8.1) и таблицей переходов (табл. 8.2). Произвольное состояние сигнала помечено в табл. 8.2 символом «x».

Табл. 8.1

Примечание

0

0

Хранение

0

1

0

Запись нуля

1

0

1

Запись единицы

1

1

Счетный режим

Табл. 8.2

0

0

x

0

0

0

х

1

1

x

1

0

1

x

0

1

В отличие от - триггера, в - триггере наличие  приводит к переходу выхода  триггера в противоположное состояние. Эта особенность - триггера используется на практике – при объединении входов  и  получается так называемый - триггер, или счетный триггер, который изменяет состояние выхода по фронту импульса на входе . - триггер может иметь подготовительный вход  (точка объединения входов  и ). Сигнал на этом входе разрешает (при ) или запрещает (при ) срабатывание триггера от фронтов импульсов на входе . Функционирование - триггера определяется уравнением:

,

(8.2)

Из этого уравнения следует, что при  соответствующий фронт сигнала на входе  переводит триггер в противоположное состояние. Частота изменения потенциала на выходе - триггера в два раза меньше частоты импульсов на входе . Это свойство - триггера позволяет строить на их основе двоичные счетчики. Поэтому эти триггеры и называют счетными. Счетный триггер без входа  ведет себя так же, как и - триггер при .

Чтобы расширить функциональные возможности - триггера, его снабжают асинхронными входами  и , которые имеют приоритет по отношению к другим входам. На рис .8.3 представлен - триггер К555ТВ9. При подаче логического нуля на вход  триггер асинхронно устанавливается в единичное состояние, а при подаче логического нуля на вход  – в нулевое состояние.

Рис. 8.3. Условное графическое обозначение - триггера

Рабочее задание

  1.  Подготовьте шаблон отчета в редакторе MS Word.
  2.  Установите лабораторный модуль dLab8 на макетную плату лабораторной станции NI ELVIS.
  3.  Загрузите файл dLab-8.vi. На экране появится изображение виртуального прибора (ВП), необходимого для выполнения работы (рис. 8.4). Запустите программу, щелкнув левой кнопкой мыши на экранной кнопке RUN.

Рис. 8.4. Лицевая панель ВП

Исследование работы - триггера в статическом режиме

Статический режим работы - триггера реализуется при подаче на его тактовый вход «» одиночных импульсов в ручном режиме. Для этого генератор импульсов («ГЕНЕРАТОР»), расположенный на лицевой панели ВП, должен быть выключен (кнопка «ВКЛ» отжата). Подача одиночного импульса прямоугольной формы на тактовый вход «» триггера производится однократным нажатием с помощью манипулятора «мышь» на кнопку квадратной формы, расположенную около этого входа.

  1.  Выключите генератор импульсов, если он был включен.
  2.  Нажмите на кнопку «Очистить таблицу и диаграмму».
  3.  Входы асинхронной установки «» и асинхронного сброса «» установите в состояние «1». Логический уровень изменяется при однократном нажатии с помощью манипулятора «мышь» на кнопку квадратной формы, расположенную около соответствующего входа. При этом на кнопке отображается состояние входа («0» – синий, «1» – оранжевый цвет).
  4.  Установите на входах «» и «» триггера значения сигналов, приведенные в первой строке табл. 8.3.

Табл. 8.3

Вход

«»

«»

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

1

1

1

  1.  Нажмите и отпустите кнопку, расположенную около входа «». На индикаторах круглой формы, расположенных около выходов «», «» триггера, будет отображено состояние его выходных сигналов. Логические состояния входов и выходов триггера будут автоматически занесены в таблицу истинности и на диаграмму состояний. В графу «» таблицы истинности заносится символ «ГL», означающий подачу импульса на вход «».
  2.  Повторите п.п. 4, 5 для остальных строк табл. 8.3.
  3.  Скопируйте полученные таблицу истинности и диаграмму состояний в отчет. Сначала скопируйте таблицу истинности в буфер обмена, для чего щелкните правой кнопкой мыши на изображении таблицы и выберите из контекстного меню команду «Copy Data». Затем перейдите в редактор MS Word и вставьте изображение таблицы из буфера обмена на страницу отчета. Повторите те же действия с диаграммой состояний.
  4.  По результатам исследований заполните таблицу переходов - триггера (табл. 8.4).

Табл. 8.4

Выход «»

Вход «»

Вход «»

Выход «»

0

x

0

0

0

1

1

1

0

1

0

x

Примечания:

– состояние триггера до подачи управляющих сигналов;

– состояние триггера после подачи управляющих сигналов;

символ «x» обозначает любое состояние входа.

  1.  По таблице истинности и таблице переходов определите, какие комбинации входных сигналов «» и «» соответствуют режимам работы - триггера и заполните табл. 8.5.

Табл. 8.5

Режим работы

Вход «»

Вход «»

Хранение информации

Установка «1»

Установка «0»

Переключение

Исследование работы - триггера в динамическом режиме

Динамический режим работы - триггера реализуется при подаче на его тактовый вход «» последовательности импульсов. Для этого генератор импульсов («ГЕНЕРАТОР»), расположенный на лицевой панели ВП, должен быть включен (кнопка «ВКЛ» нажата). На выходе формируется последовательность прямоугольных импульсов и подается на вход «» триггера. С помощью кнопок «», «» и «» можно изменять частоту следования импульсов для выбора удобного режима наблюдения временной диаграммы.

  1.  Нажмите на кнопку «Очистить таблицу и диаграмму».
  2.  Включите генератор импульсов. На графический индикатор выводится временная диаграмма входных и выходных сигналов - триггера. В этом режиме таблица истинности не заполняется, а кнопка «Очистить таблицу и диаграмму» заблокирована от нажатия и имеет затененное изображение.
  3.  Изменяя логические состояния входов «» и «» изучите работу - триггера при подаче сигналов асинхронной установки «» и асинхронного сброса «». Определите активный уровень сигналов асинхронного управления триггером.
  4.  Определите, какие из входов «», «» и «» влияют на работу триггера, если на вход «» или «» подан активный уровень сигнала асинхронного управления. Полученные временные диаграммы скопируйте в отчет. Приведите в отчете описание работы триггера в режиме асинхронного управления.
  5.  Установите входы «» и «» в состояние «1». Изменяя логические состояния входов «» и «», изучите работу - триггера. Сопоставьте наблюдаемые временные диаграммы с таблицей истинности (табл. 8.3) и таблицей переходов (табл. 8.4) - триггера. Для удобства анализа временной диаграммы можно остановить работу триггера, выключив тактовый генератор.
  6.  По временной диаграмме определите, по какому перепаду тактового импульса на входе «» происходит переключения - триггера.
  7.  Получите временные диаграммы для указанных в табл. 8.5 режимов работы - триггера, устанавливая соответствующие значения сигналов на входах «» и «». Скопируйте временные диаграммы в отчет.
  8.  Выключите ВП, для чего нажмите кнопку «Завершить работу».

Контрольные вопросы

  1.  Что такое триггер?
  2.  В чем разница между синхронным и асинхронным триггером?
  3.  Может ли - триггер оказаться в запрещенном состоянии?
  4.  Как на основе - триггера построить - триггер?

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81829. Методы расчета пропускной способности на различных видах транспорта 33.61 KB
  Методы определения пропускной способности пресечений и линий слияния автомобильных потоков Пересечения автомобильных дорог являются одним из участков на которых сосредотачиваются дорожнотранспортные происшествия значительно уменьшается пропускная способность наблюдается снижение скорости а зачастую и полная остановка движения автомобильного транспорта заторы. Большинство узлов в одном уровне имеют меньшую пропускную способность чем подходящие к нему дороги вследствие наличия на узле опасных точек задержки автомобилей перед...
81830. Технико-эксплуатационные характеристики судов 27.65 KB
  Технико-эксплуатационные характеристики судов (ТЭХ) - это степень пригодности судов к транспортировке определенных видов грузов, т.е. конструктивные особенности и грузовые характеристики судна, отвечающие транспортным характеристикам и свойствам грузов
81831. Транспортная схема города 28.55 KB
  Комплексная транспортная схема сеть это линии городского маршрутизированного пассажирского транспорта по которым организовано движение массового общественного транспорта. Применение различных видов транспорта в транспортной сети определяется экологией безопасностью провозными возможностями наименьшими затратами времени сообщения а также комфортабельностью и регулярностью перевозок. Основные зоны города места тяготения нуждающиеся во взаимной транспортной связи это жилые кварталы общегородской центр места массового отдыха и...
81832. Скорость и сроки доставки грузов 21.8 KB
  Сроки доставки грузов а также порожних вагонов принадлежащих грузоотправителю грузополучателю или арендованных ими исчисляются на железнодорожной станции отправления исходя из расстояния по которому рассчитывается провозная плата с учетом железнодорожных направлений по которым осуществляются перевозки грузов. Неполные сутки при исчислении сроков доставки грузов считаются за полные. Перечень железнодорожных направлений по которым осуществляются перевозки грузов большой скоростью публикуется в Сборнике правил перевозок и тарифов на...
81833. Формы взаимодействия и конкуренции различных видов транспорта 26.94 KB
  Однако специфика каждого из видов транспорта их технические и технологические особенности заранее предопределяют области их использования на транспортном рынке что несколько ограничивает возможность конкуренции и способствует взаимодействию видов транспорта. Более эффективно и выгодно для потребителей взаимодействие автомобильного транспорта с железнодорожным в начальных и конечных пунктах его протяженных маршрутов. Учитывая недостаточную развитость автодорожной сети в России и технического сервиса конкуренция между этими видами транспорта...
81834. Технико – эксплуатационные характеристики трубопроводного транспорта 23.92 KB
  Действующая сеть трубопроводного транспорта в основном построена в 7090 годы XX века. Трубопроводный транспорт имеет следующие преимущества: 1 трубу можно проложить между любыми пунктами по более короткому направлению с преодолением водных преград 2 первоначальные удельные затраты на строительство одного километра трубопровода в 2 раза ниже чем на строительство железной или автомобильной дороги с соответствующей провозной способностью 3 эксплуатация трубопроводного транспорта непрерывно надежна т.
81835. Размещение производительных сил и транспортных узлов 23.87 KB
  При планировании и в практике размещения производительных сил в стране непременно учитывается конфигурация и мощность существующей сети путей сообщения и предусматривается ее развитие в соответствии с перспективными задачами народного хозяйства.
81836. Транспортная сеть города 26.41 KB
  Транспортная инфраструктура в планировочной структуре современного города является основой вокруг которой образуются и развиваются элементы городской среды: микрорайоны жилые районы общегородские и районные центры зоны в которых размещаются производственные предприятия объекты здравоохранения спортивные комплексы рекреационные объекты и т. Городская транспортная инфраструктура неразрывно связана с внешними междугородными транспортными коммуникациями являясь их логическим продолжением в планировочной структуре города и наоборот. Как...
81837. Технико – эксплуатационные характеристики промышленного транспорта 25.22 KB
  Промышленный транспорт - это совокупность транспортных средств, сооружений и путей промышленных предприятий, предназначенных для обслуживания производственных процессов, перемещения сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на территории обслуживаемого предприятия.