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

32564. Центральная память ПЛК 60.65 KB
  Очень часто особенно в простых микроконтроллерах типа SIMTIC S7200 их центральная память бывает организована в виде стековой памяти. Стековая память Пример реализации логической функции управления c использованием стековой памяти На рис. 35 показан последовательный механизм программной реализации логической функции управления Y с использованием стековой памяти ПЛК.
32565. Память ПЛК SIMATIC S7-220 51.19 KB
  – В сегменте памяти программы хранится программа пользователя и содержится список команд которые должны выполняться в CPU для реализации разработанного решения по системе управления. – Память данных содержит область временных данных программы и область памяти объектов. В этом же сегменте памяти хранятся результаты вычислений промежуточные данные и константы а также таймеры счетчики высокоскоростные счетчики и аналоговые входы выходы. К конфигурируемым параметрам относятся такие элементы как уровень защиты пароль адрес станции и...
32566. Модули ввода/вывода (МВв/МВыв) 36.68 KB
  Модули выпускают в различном исполнении: входные выходные или комбинированные ввода вывода дискретные логические аналоговые и специальные в обычном или безопасном исполнении и пр. Модуль ввода вывода дискретных сигналов. 36 показан возможный вариант модуля ввода вывода логических сигналов для 8разрядного микроконтроллера.
32567. Аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи 38.92 KB
  Для этой цели в модулях ввода вывода аналоговых сигналов используются аналогоцифровые АЦП и цифроаналоговые ЦАП преобразователи. Основной характеристикой ЦАП и АЦП является их разрядность определяемая длиной двоичного кода применяемого для представления аналогового сигнала. В схеме использован 8разрядный АЦП выходы которого соединены с входами регистра порта ввода. Для согласования уровня входного сигнала АЦП используется усилитель входного сигнала.
32568. Программаторы 43.12 KB
  Программаторы – это устройства, предназначенные для ввода управляющих программ, их редактирования и отладки, параметрирования системы
32569. Программно-математическое обеспечение (ПМО) контроллеров 248.4 KB
  Алгоритм программы Монитор Прикладное промышленное программное обеспечение Прикладное программное обеспечение рассмотрим на примере SIMTIC Soft фирмы Siemens – это система тесно связанных инструментальных средств для программирования и обслуживания систем автоматизации SIMTIC S7 C7 а также систем компьютерного управления SIMTIC WinC. Интегрирование всех пакетов программ в единый интерфейс позволяет существенно повысить эффективность использования промышленного программного обеспечения SIMTIC и использовать однородные операции на всех...
32570. АСУ ТП на базе промышленных сетей 218.52 KB
  В условиях бурно растущего производства микропроцессорных устройств альтернативным решением стали цифровые промышленные сети Fieldbus состоящие из многих узлов обмен между которыми производится цифровым способом. Использование промышленной сети позволяет расположить узлы в качестве которых выступают контроллеры и интеллектуальные устройства вводавывода максимально приближенно к оконечным устройствам датчикам и исполнительным механизмам благодаря чему длина аналоговых линий сокращается до минимума. Каждый узел промышленной сети...
32571. Общие сведения о ТСА. Основные понятия и определения 15.82 KB
  Основные понятия и определения Целью курса Технические средства автоматизации ТСА является изучение элементной базы систем автоматического управления технологическими процессами. Элемент устройство – конструктивно законченное техническое изделие предназначенное для выполнения определённых функций в системах автоматизации измерение передача сигнала хранение информации ее обработка выработка команд управления и т. Система автоматического управления САУ – совокупность технических устройств и программнотехнических средств...
32572. Тенденции развития ТСА 29.04 KB
  Увеличение функциональных возможностей ТСА: – в функции управлении от простейшего пуска останова и автоматического реверса к цикловому и числовому программному и адаптивному управлению; – в функции сигнализации от простейших лампочек до текстовых и графических дисплеев; – в функции диагностики от индикации обрыва цепи до программного тестирования всей системы автоматики; – в функции связи с другими системами от проводной связи до сетевых промышленных средств.