86865

Моделирование и анализ триггеров

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Устойчивая работа однотактных RS-триггеров в произвольной схеме возможна только в случае, если занесение в триггер информации осуществляется после завершения передачи информации о прежнем его состоянии в другой триггер. Это можно обеспечить при использовании двух серий синхроимпульсов, находящихся в противофазе.

Русский

2015-04-11

632.88 KB

8 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Лабораторная работа номер 1

По курсу «Схемо и системотехника Электронных средств»

по теме: «Моделирование и анализ триггеров»

Выполнил:

Студент группы 249

Крижик А.Е.

Проверил:

Доц. Перепелкин Д.А.

Рязань

2014 г.

     Цель работы: изучение принципов функционирования и проектирования триггеров и их практических схем с помощью ППП Micro-Cap.

Общая часть

     Триггер - это логическое электронное устройство, способное длительное время на одном их двух возможных устойчивых состояний: <<0>>  или <<1>>. Триггеры составляют основу функциональных узлов последовательного типа. Основное назначение триггера – хранение двоичной информации.

     а) однотактный триггет

     б) двухтактный триггер

1) Q - прямой выход триггера.

2)  – инверсных выход триггера.

3) С – вход синхронизации.

4) Х1,Х2 – информационные входы триггера.

5) S(Set) – вход асинхронный установки триггера в состояние “1”.

6) R(Reset) – вход асинхронный установки триггера в состояние “0”.

     По схемотехническому использованию и назначению триггеры можно классифицировать по следующим основным группам.

  1.  По выполняемым функциям триггеры подразделяются:

А) RS – триггеры.

Б) JK – триггеры.

В) D – триггеры.

Г) Т – триггеры.

     2. По типу синхронизации триггеры подразделяются.

               А) на синхронные – в этом случаи информация с входа заносится принудительно под воздействием синхронизирующего импульса.

               Б) асинхронные – в этом случае информация с входа заносится в триггер без синхронизирующего импульса.

     3. По числам ступеней запоминания.

               А) однотактные.      Б) двухтактные.

     4. По виду управления .

             А) на триггеры со статистическим управлением.

             Б) триггеры с динамическим управлением.

Практические схемы  триггеров.

  1.  Практические схемы RS – триггера.

RS – триггером называют логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями имеющее два информационных входа R и S, такие что, при любой комбинации входных сигналов  S = ”1”  и R = “0” триггер принимает состояние “1” (Q = “1”),  а при комбинации входных сигналов в S = “0” R = “1”  триггер принимает состояние “0” (Q = “0”).

     Практические схемы однотактного асинхронного RS – триггера.

Данный триггер может быть реализован на логических элементах ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Практические схемы однотактного асинхронного RS – триггера приведены на рис. 2.

  1.  На элементах ИЛИ-НЕ

         

  1.  На Элементах И-НЕ.

  1.  На микросхеме RS-триггера  из библиотеки digital primitives.

Практические схемы синхронного RS- триггера.

Практические схемы однотактного синхронного RS – триггера приведены на рис.

      А) на элементах И-НЕ

     Б) На микросхеме RS – триггера.

Практические схемы двухтактного синхронного RS – триггера.

     А) На элементах И- НЕ

Б) На двух микросхемах RS-триггера.

В отличии от асинхронного RS-триггера данный триггер на каждом информационном входе имеет дополнительные схемы совпадения, первые входы которых объединены и на них подают синхронизирующие сигналы.  Вторые входы схем сравнения являются информационными. Таким образом, наличие схем совпадения  определяет то обстоятельство, что триггер будет срабатывать от сигналов R и S только при наличии синхронизирующего импульса. Характеристическое уравнение синхронизирующего RS-триггера с прямыми входами можно представить в следующем виде:

По выражению (2) можно составить таблицу переходов данного триггера.

Таблица:

t

t+1

C

S

R

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

x

Устойчивая работа однотактных RS-триггеров в произвольной схеме возможна только в случае, если занесение в триггер информации осуществляется после завершения передачи информации о прежнем его состоянии в другой триггер. Это можно обеспечить при использовании двух серий синхроимпульсов, находящихся в противофазе. Для этого при построении схемы используют два однотактных RS-триггера и дополнительный инвертор.

Практические схемы D-триггера.

D-триггер предназначен для хранения цифровой информации, а также реализует функцию временной задержки входного сигнала. Следует отметить, что асинхронный D-триггер не нашел практического применения, т.к. его выходной сигнал повторяет его входной сигнал. Данный триггер, в отличие от RS-триггера, имеет только два режима:

  1.  Установка триггера в логическую «1»;
  2.  Установка триггера в логический «0»;

Наибольшее применение из D-триггеров нашли практические схемы синхронного D-триггера. Характеристическое уравнение данного триггера можно представить в следующем виде:

Из выражения (3) видно, что при наличии синхронизирующего сигнала (С=1) триггер, переходит в состояние , а при отсутствии тактирующего сигнала (С=0) триггер сохраняет предыдущее состояние.

Практическая схема синхронного однотактного D-триггера.

Данный D-триггер задерживает распространение входного сигнала на время, достигающее величины паузы между синхросигналами. Практическая схема синхронного однотактного D-триггера приведена ниже:

Практическая схема синхронного двухтактного D-триггера.

Данный D-триггер задерживает распространение входного сигнала на время, достигающее величины периода синхронизируемых импульсов. Практическая схема такого триггера приведена ниже:

Практические схемы JK-триггера.

JK-триггером называется логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями и двумя информационными входами J и K, которое при комбинации входных сигналов J= «1» и K= «1» осуществляет инверсию предыдущего состояния (), а в остальных случаях функционирует в соответствии с таблицей истинности синхронного RS-триггера, при этом вход J эквивалентен входу S, а входу K- вход R.

Характеристическое уравнение JK-триггера можно записать в следующем виде:

Минимизирующая таблица переходов JK-триггера имеет следующий вид:

t

t+1

Примечание

J

K

0

0

Хранение

0

1

0

Установка в «0»

1

0

1

Установка в «1»

1

1

Инверсия

 

Из таблицы выше можно сделать следующие выводы:

  1.   Все комбинации на входах J и K разрешены и приводят к различным состояниям, т.е. отсутствует запрещенное состояние в отличии от RS-триггера;
  2.  Равенство  означает, что состояние триггера при поступлении очередного тактового импульса меняется на противоположное;
  3.  Вход J – вход установки триггера в состояние «1», вход K-вход установки триггера в состояние «0».

JK-триггер является самым универсальным триггером. Данный триггер удобен тем, что на его основе при различных вариантах подключения входов можно получить схемы, работающие как RS-триггер, D-триггер и T-триггер.

Практические схемы T-триггера.

T-триггером или триггером со счетным входом называется логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями и одним входом Т, изменяющее свое состояние на противоположное при поступлении на вход T управляющего или счетного сигнала. Функционирование T-триггера описывается следующим характеристическим уравнением:

По выражению (5) можно составить таблицу переходов, из которой видно, что при поступлении сигнала на вход Т триггер меняет свое состояние на противоположное:

t

t+1

T

1

0

T-триггер можно использовать как делитель частоты: .

Практическая схема асинхронного Т-триггера.

Практическая схема асинхронного Т-триггера на основе двухтактного RS-триггера приведена на рисунке ниже:

Работа данной схемы состоит в следующем: при подаче на вход сигнала Т= «1» происходит запись информации в первую ступень триггера (состояние противоположное ранее хранимому). Так как триггер двухступенчатый, то и сигнал на выходе изменится только при завершении сигнала Т= «1», т.е. при переходе сигнала Т из состояния логической «1» в состояние логического «0».

Практическая схема синхронного Т-триггера на основе двухтактного RS-триггера приведена на рисунке ниже:

Работа данной схемы состоит в следующем: запись информации в первую ступень триггера происходит при сигнале С= «1», а смена состояния триггера, т.е. запись во вторую ступень – при переходе согнала синхронизации с С= «1» в С= «0». При входном сигнале Т= «1» состояние триггера меняется на противоположное, а при сигнале Т= «0» - не изменяется.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84581. Температура тіла людини та її добові коливання 37.09 KB
  Організм людини належить до гомойотермних здатний підтримувати сталу температуру тіла незалежно від коливань температури навколишнього середовища. Поняття гомойотермії стосується ядра тіла внутрішні органи та головний мозок. Оболонка тіла людини шкіра та підшкірна клітковина є пойкілотермними її температура залежить від температури навколишнього середовища.
84582. Фізіологічне значення гомойотермії. Терморецептори і центр терморегуляції 51.2 KB
  Підтримка сталості температури ядра необхідна для нормального протікання процесів обміну речовин в клітинах активність ферментів залежить від температури. Організм людини краще переносить зниження температури життєдіяльність зберігається до 26 С. До підвищення температури організм людини менш стійкий її підвищення до 43 С протягом більшменш тривалого часу зумовлює смерть внаслідок порушення процесів обміну речовин та функцій клітин. Більш вигідним корисним є вмикання регуляції за збуренням оскільки при цьому попереджуються...
84583. Теплоутворення в організмі, його регуляція 42.13 KB
  В дорослих цей механізм посилення теплоутворення мобілізується рідко лише за умови тривалої дії холодових факторів коли виникає загроза зниження температури ядра тіла. Цей механізм теплоутворення часто використовується регуляторними механізмами за необхідності збільшити теплоутворення. Виділяють наступні види скоротливого термогенеза: терморегуляторний тонус збільшення тонусу мязів яке починається з мязів шиї та плечового поясу; виникає безумовнорефлекторно може збільшити теплоутворення на 50100; мязове тремтіння виникає...
84584. Тепловіддача в організмі та її регуляція 43.34 KB
  Виділення тепла з організму відбувається наступними шляхами: 1. Тепловипромінювання виділення тепла за допомогою довгохвильового інфрачервоного випромінювання. Тому механізми регуляції змінюють віддачу тепла шляхом радіації змінюючи температуру тіла. Віддача тепла шляхом випаровування змінюється регуляторними механізмами за рахунок зміни потовиділення.
84585. Регуляція ізотермії при різній температурі навколишнього середовища 50.47 KB
  При кімнатній температурі організм оголеної людини 30 тепла віддає шляхом радіації 1215 шляхом конвекції 20 шляхом випаровування та 35 шляхом проведення поки що не встановлено чому але при наявності двох оголених людей в кімнаті теплепродукція збільшується на 500 досліджувати цей цікавий факт Вам майбутнім фізіологам світочам української науки. Варто зауважити що для віддачі тепла шляхом радіації конвекції та проведення має буте градієнт температури шкіри та оточуючого середовища. Тому під час високої зовнішньої...
84586. Механізми сечоутворення. Клубочкова фільтрація і фактори, від яких вона залежить 44.81 KB
  В результаті цього процесу плазма крові фільтрується в просвіт капсули ШумлянськогоБоумена і утворюється первинна сеча ультрафільтрат плазми крові який за складом відрізняється від неї тільки відсутністю білків. гідростатичний тиск крові в капілярах ниркового тільця близько 70 мм. онкотичний тиск плазми крові близько 30 мм. Плазма крові фільтрується в просвіт капсули через нирковий фільтр який складається з трьох шарів: шар ендотеліоцитів капілярів 1; базальна мембрана 2; шар подоцитів епітелій капсули 3; Ендотелій...
84587. Канальцева реабсорбція і секреція, їх фізіологічні механізми 46.32 KB
  Реабсорбція окремих речовин в проксимальному сегменті нефрона: Реабсорбція іонів натрію N в основному проходить активно. В базолатеральних мембранах клітин епітелію канальців локалізується нптрійкалієва помпа яка з затратами АТФ транспортує іони натрію із клітини в інтерстиційну рідину. За рахунок роботи помпи в клітині підтримується низька концентрація іонів натрію. Через канали апікальної мембрани клітин іони натрію входять в неї пасивно за механізмом дифузії.
84588. Реабсорбція речовин в наступних відділах нефрона 50.77 KB
  Кількість речовин в первинній сечі можна розрахувати за формулою: Кількість речовини = Кпл ШКФ де: Кпл концентрація речовини в плазмі крові; ШКФ швидкість клубочкової фільтрації ШКаФ; Кпл ШКФ = Кс Д звідси: ; Синтетичний полісахарид інулін вільно фільтрується але не реабсорбується і не секретується. Тому визначивши коефіцієнт очищення за інуліном оцінюють ШКФ. ШКФ можна оцінити визначивши кліренс за ендогенним креатиніном який реабсорбується і секретується але обєми цих процесів однакові. Показники ШКФ розраховують на стандартну...
84589. Поворотно-протипоточна система нирок її фізіологічні механізми і роль 52 KB
  Поворотнопротипоточна система нирки ППСН забезепчує при необхідності: розведення сечі тобто виводить у великому обємі води малу кількість солей та метаболітів. Так нирки працюють при надлишку води в організмі наприклад при надлишковому її прийомі. концентровання сечі тобто виводять у малому обємі води велику кількість солей та метаболітів. Регуляція реабсорбції йонів натрію і води в канальцях нирки.