vchilka.in.ua 1




Лабораторна робота № 6. Експериментальні дослідження тригерів у програмах Electronics Workbench



Мета роботи: навчитися моделювати роботу цифрових пристроїв з елементами пам’яті в програмах Electronics Workbench.
Стислі теоретичні відомості

Тригер має два стійкі стани: Q=1 і Q=0, тому його іноді називають бістабільною схемою. У якому з цих станів опиниться тригер, залежить від сигналів на входах тригера і від його попереднього стану, тобто він має пам’ять. Можна сказати, що тригер є елементарним елементом пам'яті. Тип тригера визначається алгоритмом його роботи. Залежно від алгоритму роботи тригер може мати настановні, інформаційні й керівні входи. Настановні входи встановлюють стан тригера незалежно від стану інших входів. Входи управління дозволяють запис даних, що подаються на інформаційні входи. Найпоширенішими є тригери RS, JK, D і Т- типів [5].

1. Тригер типу RS


RS
-тригер – найпростіший автомат з пам’яттю, який може перебувати в двох станах. Тригер має два входи: установки S (set – установка) і скидання R (reset – скидання), на які подаються вхідні сигнали від зовнішніх джерел. При подачі на вхід установки активного логічного рівня тригер установлюється в 1 (), при подачі активного рівня на вхід скидання тригер установлюється в 0 (). Якщо подати на обидва входи установки (збудження) пасивний рівень, то тригер зберігатиме попередній стан виходів: .

Опис роботи RS-тригера можна доповнити графом (рис. 6.1) (графічний спосіб).


Граф на рис. 9.1 а показує, що схема, яка знаходилася в стані Q=0, зберігає цей стан як при дії вхідного набору R=0, S=0, так і при дії R=1, S=0. Якщо ж на вхід схеми, що перебуває в стані Q=0, подіяти набором R=0, S=1, то вона переходить в стан Q=1 і зберігає його при вхідних наборах R=0, S=1, або R=0, S=0.

На рис. 9.1 б той же граф тригера намальований більш компактно. Вхідні сигнали, які можуть приймати будь-які значення (як 0, так і 1), позначені як X, а позиція позначення відповідає послідовності R, S.



Рис. 9.1. Граф роботи RS-тригера


2. JK- тригер


Тригер JK
-типу має складнішу, порівняно з RS-тригером, структуру й більш широкі функціональні можливості. Крім інформаційних входів J і K і прямого та інверсного виходів, JK-тригер має вхід управління С (цей вхід також називають тактуючим або рахунковим), а також асинхронні R і S – входи. Входи R і S мають пріоритет над іншими. Активний рівень сигналу на вході S установлює тригер у стан 0=1, а активний рівень сигналу на вході R – у стан Q=0, незалежно від сигналів на решті входів.
3. D-тригер.


D
-тригер має один інформаційний вхід D (data - дані). Інформація з входу D заноситься в тригер по позитивному перепаду імпульсу на рахунковому вході C і зберігається до наступного позитивного перепаду на рахунковому вході тригера. Крім рахункового С й інформаційного D входів, тригер забезпечений асинхронними R і S входами. На рис. 9.2 зображено граф роботи D тригера [7].

Рис. 9.2. Граф роботи D-тригера

Експеримент 1. Зберіть схему, зображену на рис. 9.3. Включіть схему. Послідовно подайте на схему такі сигнали: S=1, R=0; S=0, R=0. Поясніть отримані результати.



Рис. 9.3. Дослідження RS-тригера
Експеримент 2.
Дослідження JK-тригера, побудованого на базі логічних елементів і” RS-тригерів.

Зберіть схему, зображену на рис. 9.4. Включіть схему. Змінюючи рівень сигналу на вході С, складіть тимчасові діаграми сигналів на виходах Q1 і Q2 обох RS-тригерів і замалюйте їх у розділі „Результати експериментів”. Вкажіть режим роботи тригера. Визначте моменти зміни сигналів Q1 і Q2 стосовно до моментів зміни сигналу С. Відобразіть відмінність у перемикання RS-тригерів на діаграмах.

Рис. 9.4. Дослідження JK-тригера, побудованого на базі логічних елементів „іRS-тригерів
Експеримент 3. Дослідження роботи D-тригера в рахунковому режимі.

Зберіть схему, зображену на рис. 9.5. Подаючи на рахунковий вхід С тактові імпульси за допомогою ключа [С] і визначаючи стан виходів тригера за допомогою пробників складіть тимчасові діаграми роботи тригера в рахунковому режимі й занесіть їх у розділ „Результати експериментів”.



Рис. 9.5. Дослідження роботи D-тригера в рахунковому режимі
Експеримент 6. Дослідження JK-тригера в рахунковому режимі (Т-тригер). Зберіть схему, зображену на рис. 9.6. Включіть схему. Змінюючи стан входу С відповідним ключем, замалюйте в розділі „Результати експериментів” діаграми роботи тригера в рахунковому режимі.

Рис. 9.6. Дослідження роботи JK-тригера в рахунковому режимі

Хід виконання роботи


  1. Повторити конспект (теоретичні відомості).

  2. Отримати допуск до роботи.

  3. Скласти в Electronics Workbench або Mulsim відповідні схеми.

  4. Провести відповідні експерименти. Заповнити протокол та скласти звіт з лабораторної роботи.

  5. Підключити до схем осцилограф та замалювати у звіті відповідні тимчасові діаграми роботи тригерів.

  6. Зробити висновки щодо виконаної роботи.

  7. Відповісти на питання для самоперевірки.



Питання для самоперевірки





  1. Чим відрізняється робота RS-тригера з прямими входами від роботи RS-тригера з інверсними входами?

  2. Чому комбінація сигналів 11 на входах RS-тригера називається „забороненою”?

  3. У чому відмінність таблиці переходів тригера від таблиці функцій збудження?

  4. Як властивість запам’ятовування відображається в характеристичних рівняннях тригерів?

  5. У чому принципова відмінність роботи синхронних тригерів від асинхронних?

  6. Яка пріоритетність інформаційних і настановчих входів у синхронних тригерах?

  7. Чому JK-тригер при J=K=1 не перетворюється на автогенератор?

  8. Чому Т-тригер одержав назву рахункового? Яке число імпульсів він може злічити?

  9. Як працює D-тригер, якщо D=Q?

  10. Намалюйте граф-схему роботи JK-тригера.

  11. Намалюйте тимчасові діаграми роботи відповідно D, RS та JK тригерів.