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

21957. Изучение инженерно-геологических условий (региональные, локальные, отдельных объектов и сооружений) 165 KB
  Особенности инженерногеологических свойств грунтов Данные о инженерногеологических и физикомеханических свойствах пород используются при детальном инженерногеологическом картировании инженерногеологических изысканиях для различных видов наземного и подземного строительства и др. Физикомеханическими свойствами горных пород следует называть такие которые определяют их физическое состояние отношение к воде и закономерности изменения прочности и деформируемости. Физикомеханические свойства рыхлых песчаноглинистых отложений существенно...
21958. Методы инженерно-геологических исследований 1.03 MB
  Методы инженерногеологических исследований. Общая систематизация методов инженерногеологических исследований. Новые методы и способы проведения инженерногеологических исследований в РБ. Общая систематизация методов инженерногеологических исследований.
21959. Процесс разработки интерфейса 217 KB
  При этом важно понимать что здесь описываются только методы создания новой системы. Система автоматизации например может быть эффективно использована только в том случае когда пользователь этой системы понимает суть автоматизируемых процессов. Это значит что концепции и суть сложной системы могут быть безболезненно вынесены из интерфейса в документацию освобождая ресурсы дизайнера. Побочным свойством новой системы компьютера Макинтош было то что его интерфейс был понятен и удобен в работе.
21960. Критерии качества интерфейса. Скорость выполнения работы 80 KB
  Скорость выполнения работы Длительность выполнения работы пользователем состоит из длительности восприятия исходной информации длительности интеллектуальной работы в смысле – пользователь думает что он должен сделать длительности физических действий пользователя и длительности реакции системы. Как правило длительность реакции системы является наименее значимым фактором.1 Длительность интеллектуальной работы Взаимодействие пользователя с системой не только компьютерной состоит из семи шагов: 1 формирование цели действий 2 определение...
21961. Критерии качества интерфейса. Человеческие ошибки 237.5 KB
  Длительность выполнения работы пользователем состоит из длительности восприятия исходной информации длительности интеллектуальной работы в смысле – пользователь думает что он должен сделать длительности физических действий пользователя и длительности реакции системы. Длительность интеллектуальной работы Взаимодействие пользователя с системой не только компьютерной состоит из семи шагов: 1 формирование цели действий 2 определение общей направленности действий 3 определение конкретных действий 4 выполнение действий 5 восприятие нового...
21962. Критерии качества интерфейса. Субъективное удовлетворение 300.5 KB
  Это значит что пользователь обучится пользоваться программой или сайтом только в том случае если он будет уверен что это к примеру сделает его жизнь легче и приятней. Пользователь будет учиться какойлибо функции только если он знает о её существовании поскольку не обладая этим знанием он не способен узнать что за её использование жизнь даст ему награду. одного стимула недостаточно если пользователь не знает за что этот стимул дается. Что нам нужно и что у нас есть Количество подсистем справки нужных для того чтобы пользователь...
21963. Критерии качества интерфейса 171 KB
  Кратковременная память Свойства а точнее ограничения кратковременной памяти КВП являются очень важными факторами при разработке интерфейса. Дело в том что вся обработка поступающей информации производится в КВП в этом кратковременная память сходна с ОЗУ в компьютерах. Сходство однако не является полным так что думать о КВП как об ОЗУ не стоит. Что попадает в КВП.
21964. Составные части программного интерфейса 139.5 KB
  Кнопки Кнопкой называется элемент управления всё взаимодействие пользователя с которым ограничивается одним действием – нажатием. Эта формулировка кажущаяся бесполезной и примитивной на самом деле очень важна поскольку переводит в гордое звание кнопок многие элементы управления которые как кнопки по большей части не воспринимаются. Командные кнопки Нажатие на такую кнопку запускает какоелибо явное действие поэтому правильнее называть такие кнопки кнопками прямого действия. С точки зрения разработчика ПО для настольных систем...
21965. Составные части программного интерфейса. Элементы управления 242.5 KB
  Меню При упоминании применительно к интерфейсу термина меню большинство людей немедленно представляют стандартные раскрывающиеся меню. В действительности понятие меню гораздо шире. Меню – это метод взаимодействия пользователя с системой при котором пользователь выбирает из предложенных вариантов а не предоставляет системе свою команду. Соответственно диалоговое окно с несколькими кнопками и без единого поля ввода также является меню.