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

12 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

60149. Іменини Трирічка (виховний захід у 3 класі) 400 KB
  По сигналу одна команда кричить З днем а інша народження Оце привітали так привітали А тепер у нас справжній День народження Вчитель: З днем народження вітаєм Діти: Так так так І звичайно побажаєм Діти...
60150. Колективна творча справа «Майбутнє України - це я, це ти» 202.5 KB
  Я ти він вона Учениця Ми є діти українські Хлопці та дівчата Рідний край наш Всі Україна Учениця Славна і багата Ведуча ІІ Всім хто присутні сьогодні на святі Скажем слова ми прості. Всі Гостей дорогих ми вітаємо щиро Стрічаємо хлібом любов’ю і миром...
60151. Внеклассное мероприятие по информатике и литературе. Творческая лаборатория «Я всё могу» 118.5 KB
  Пушкина развивать устную речь учащихся логическое мышление внимание наблюдательность умение анализировать информацию воспитывать любви к искусству к русской словесности воспитывать ответственности за порученное дело чувства коллективизма гуманизма...
60152. ЗИМУ ЯК ПРОЖИТИ БЕЗ ПРОБЛЕМ? 243 KB
  МЕТА: ознайомити учнів з видовим різноманіттям зимуючих птахів своєї місцевості;надати учням знання з біології птахів аспектів їх підгодівлі. Обладнання: плакати з зображеннями птахів матеріали для конкурсів маски птахів листівки агітаційного змісту.
60153. Дружба – велика сила 193.5 KB
  Очікуванні результати: Після заняття учні зможуть: сформулювати поняття дружба; практикувати навички взаємодопомоги при вирішенні різних проблем; критично ставитися до себе і своїх особистих якостей вчинків; знати прислів’я та приказки про дружбу.
60154. Інтелектуальна гра «Я ЛЮБЛЮ УКРАЇНСЬКУ» 152 KB
  Стимулювати інтерес учнів до удосконалення мовної компетентності та збагачення свого словникового запасу; розвивати швидкість мислення та память; прищеплювати здоровий дух змагання; через міжпредметні звязки виховувати пізнавальні інтереси любов і повагу...
60155. Европейский день языков и межкультурного диалога 120.5 KB
  Слово учителя 26 сентября каждого года празднуется Европейский день языков. И в первый год 21 века произошло и первое празднование Европейского дня языков. В настоящее время в Европе сосуществуют свыше 70 национальных и региональных языков.
60156. Біологічна інтелектуальна гра «Зоряний час» 77 KB
  Перші 3 тури складаються з запитань завдань на які пропонується 4 варіанти відповідей із яких ви вибираєте правильну і відповідь на запитання даєте за допомогою карточки з відповідною цифрою. Право на відповідь мають і основний учасник та його помічник.