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

28870. Западноевропейская политико-правовая мысль конца 15 - 16 ст 47.5 KB
  Методологические особенности иследования общих проблем государства права и политики в эпоху Возрождения и реформации. Учение о государстве и политическом искусстве Николо Макиавелли. Основные положения учения о государстве Жана Бодена. Государственноправовой аспект богословскополитических доктрин Мартина Лютера и Жана Кальвина.
28871. Развитие учений о государстве и праве в Западной Европе конца 16 - 17 в.в. 69 KB
  Теория естественного права Гуго Гроция.открывает новую эпоху в историческом развитии европейского права. К социальноисторическим факторам оказавшим существенное влияние на формирование новоевропейского понимания проблем государства и права необходимо отнести следующие:  усиление экономического неравенства внутри стран Европы и между этими странами оказавшимися вовлеченными в сферу мирового разделения труда и соответственно связаная с этим необходимость государственноправового вмешательства в решение хозяйственноправовых проблем...
28872. Судебная реформа 1864 года 151 KB
  Основной задачей этой курсовой работы является изучение судебной реформы 1864 года которая считается самой буржуазной и последовательной реформой Х1Х века в России. В ходе реформы судопроизводства в России предполагались изменения в разных его областях: в организации судебной системы например введение суда присяжных в профессиональном статусе судей институт мировых судей пожизненное избрание в процедуре вынесения приговора €œдвухэтапного€ формирования приговора присяжными и судей и т. Исторические предпосылки судебной реформы...
28873. Судебная реформа 1864 года и ее основные итоги 87 KB
  Вместо множества судов существовавших для обслуживания различных сословий учреждались единые для всех сословий общегражданские суды. Основными звеньями общих судебных установлений были окружные суды судебные палаты и Правительствующий сенат. Окружные суды образовывались обычно на территории нескольких уездов с учетом численности населения и объема работы. Замахнувшись на множественность судов создавшихся для обслуживания дворян купцов ремесленников крестьян и других сословий власти не решились полностью...
28874. Основные тенденции мирового развития в XVIIIв. 23.5 KB
  XVIII век вошел в историю как век просвещенного абсолютизма. Политика абсолютизма в ряде европейских стран выражающаяся в уничтожении сверху и в преобразовании наиболее устаревших феодальных институтов. Однако главным в политике просвещенного абсолютизма стало провозглашение принципа одно право для всех что отразилось в создании равного для всех гражданского права. Проведение политики просвещенного абсолютизма в определенной мере явилось отражением идей Просветителей.
28875. «Смутное время» в России. Эволюция государственности в XVII в. 37.5 KB
  Смутное время в России. На какоето время государство оказалось ничьим и это привело к кризису послужившему началом так называемого Смутного Времени. Многие из богатых людей в это время отпускают на волю свою челядь чтобы не кормить ее и это увеличивает толпы бездомных и голодных. В это время в Польше против царя Бориса выступил молодой человек который назвал себя царевичем Дмитрием сыном Ивана Грозного и заявил о своем намерении идти на Москву добывать себе прародительский престол.
28876. Внешняя политика России XVI–XVII веков. 28 KB
  Внешняя политика России XVI–XVII веков. позволили России проводить активную внешнюю политику. предопределило включение в состав России всего Среднего Поволжья с его многонациональным населением. В1556 году русскими войсками была взята Астрахань и к России присоединились нижневолжские земли.
28877. Пётр I Вели́кий 33.5 KB
  Одним из главных достижений Петра стало решение поставленной в XVI веке задачи: расширение территорий России в Прибалтийском регионе после победы в Великой Северной войне что позволило ему принять в 1721 году титул первого императора Российской империи. Военная реформа Петра I и реформы органов управления. Военная реформа была первоочередным преобразовательным делом Петра. Заслугой Петра является создание регулярной российской армии.
28878. Внешняя политика Петра I. Провозглашение России империей 31.5 KB
  Провозглашение России империей. Разрешение этих задач было необходимо для обеспечения внешней безопасности России на юге и на западе. Ее преобладание тяжело сказывалось на государствах близких к Балтийскому морю: на Дании Польше России. У России Ингрию и Карелию.