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

15 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

68060. Космічні таємниці (або що потрібно знати справжньому космонавту) 105.5 KB
  Поглибити і розширити знання учнів про закон збереження імпульсу, реактивний рух, будову і рух ракети, космонавтику. Показати важливість праць українських вчених та вчених з інших країн у розвитку космонавтики. Сприяти подальшому розвитку пізнавальної діяльності учнів. Формувати компетенції учнів з вищевказаної теми.
68062. ЛІНА КОСТЕНКО СЬОГОДНІ Й ЗАВЖДИ 429 KB
  У червні ситуація в Україні різко змінюється. Після блискучої перемоги козацьких військ під Батогом, після вигнання польської шляхти з лівобережжя України влада Богдана Хмельницького і його авторитет знову стають загальновизнаними. І тоді, як не дивно, з’являється унікальний (для нашої теми) документ...
68063. Українська народна казка «Котик і Півник» 59 KB
  Обладнання: книжкова виставка українських народних казок ілюстрації до казки кросворд м’які іграшки котика півника лисички бублики фішки для позначення звуків. Котик Шия жовта хвіст зелений Бородаяк маків цвіт Ходить птиця по садку І співа: Кукуріку Півник В темнім лісі проживає...
68064. ПОСВЯТА В КОЗАЧАТА 46 KB
  Люба мама любий тато Перед вами не малята Правда ми не парубки Проте справжні козаки. Козаки старші школярі збираються на козацьку раду. А що козаки Дайте слово сказать Чи не час до коша козачаток прийнять Козаки. Зможуть зайд перемогти Запорожцікозаки.
68065. «Козацькому роду нема переводу» 81 KB
  Кошовий: Кіш Козацька родина рівняйсьСтрунко Внести прапор Винос прапора Музика Козацький марш Кошовий: Курінним отаманам здати рапорти Здача рапортів Кошовий: Кіш Рівняйсь Струнко Здача рапорту воєн руку. Кошовий: до гурту. А що козаки Дайте слово сказати Чи не час раду розпочинати...
68067. Театралізоване дійство про українське козацтво 94.5 KB
  Зал святково прикрашений рушниками кетягами калини колоссям плакатами стіннівками: Мова моя калинова Цікава граматика З історії слів Діалектизми нашого краю Веселі фразеологізми Правила в малюнках Поетичне слово. Найбільше і найдорожче добро в кожного народу це його мова ота жива схованка...
68068. Разработка эффективной системы адаптации работников Красноярского информационно-вычислительного центра 387.5 KB
  Исследовать содержание процесса адаптации работников; выполнить анализ основных показателей трудовых ресурсов предприятия; проанализировать нормативно - правовую базу ОАО «РЖД», регламентирующую функционирование системы адаптации; выполнить анализ существующей системы адаптации работников в Красноярском...