“ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИГГЕРТНЫХ СХЕМ НА ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ И В ВИДЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ
ИМС СЕРИИ К155“
Цель работы: изучение принципов построения и алгоритмов функционирования различных триггерных схем на логических элементах и в виде специализированных ИМС серии К155
Триггером называется устройство, обладающее двумя состояниями устойчивого равновесия, способное скачком переходить из одного состояния в другое под воздействием внешнего управляющего сигнала. Триггера классифицируются по функциональному признаку (RS, D, T. JK) и способу управления (асинхронные и синхронные или тактируемые). Синхронные триггеры имеют дополнительный тактовый вход на который подаются управляющие импульсы. Такой триггер воспринимает информацию на входах только при наличии тактового импульса и переходит в новое состояние по его фронту. На базе триггеров выполняется целый ряд цифровых устройств – регистры, счетчики, запоминающие устройства и др.
Простейший асинхронный RS-триггер имеет два информационных входа
|
|
R и S и функционирует в соответствии со следующей таблицей переходов состояния
Этот вариант триггера обычно реализуется с инверсными входами.
Таблица истинности имеет вид:
Sn | Rn | Qn | Qn+1 | Операция |
хранение нуля | ||||
запись единицы | ||||
запись нуля | ||||
Н/O | неопределенноесостояние |
Вход S (set - установка) служит для установки триггера в единтчное состояние, вход R(reset - сброс) - для установки в нулевое состояние.
Комбинация сигналов Sn = Rn=1 вызывает неопределенное состояние на выходе триггера и является запрещенной.
Как следует из табл. логическое управление асинхронного RS-триггера имеет вид
Qn+1= S + R Qn
На базе И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ это уравнение примет вид
Qn+1= S + R Qn
Рис.1 Асинхронный RS-триггер
В синхронных RS-триггерах на входе каждого плеча имеется схема совпадения, поэтому информация на входы соответственно поступает только при наличии тактирующихсигналов, от входа С.
Синхронный RS-триггер не изменяет предыдущее состояние при С=0, а при С=1 функционирует как асинхронный. Схема синхронного RS-триггера приведена на рис.2.
Рис. 2 Синхронный RS - триггер
D – триггеры. Синхронные D – триггеры подчиняются следующему логическому уравнению
Qn+1 = Dn
При С=0 сохраняется предыдущее состояние, а при С=1, Qn+1 = Dn,т.е. на выходе триггера, в такте n+1 появится тотже сигнал, который был на его
входе D в такте n. Таким образом D – триггер осуществляет задержку входного сигнала на один такт.
Режимы | R | S | С | D | Qn+1 |
Асинхронный | * * * | * * * | Н/O | ||
Синхронный | ┌ ┌ | ||||
Хранение | └ | * * * | Qn Qn Qn |
Рис. 3. Синхронный D – триггеры
|
|
Символом * в таблице обозначены сигналы, не имеющие значения для данного режима.
Т-триггеры. Т-триггер – это счетный триггер с одним информационным входом Т, изменяющий свое состояние на противоположное с приходом каждого счетного сигнала (табл.)
Рис. 4. Т-триггер Табл.
Т | Qn+1 | Т | Qn+1 |
Qn | Qn | ||
Qn | Qn | ||
┌ | Qn | ┌ | Qn |
└ | Qn | └ | Qn |
Так как счетные триггеры со статическим управлением не используются, счетным сигналом являются перепады напряжения 0 1 или 1-0. На трактике Т-триггеры выполняются на основе других типов триггеров, например
D – триггеров.
Рис. 5. Т-триггер, на основе D-триггера.
JK-триггеры. Такой триггер имеет два информационных входа J,K, причем при J=K = 1 триггер инвертирует предыдущее состояние. А при остальных комбинациях сигналов на входах функционирует как RS –триггер, если принять
J-вход за S-вход, а вход К – за вход R.
J | К | Qn+1 |
Qn | ||
Qn |
Рис. 6. Пример построения D-триггера, на основе JK-триггера
Порядок выполнения работы:
1. Собрать схему асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ, исследовать его работу в статических режимах.
2. Исследовать работу синхронного RS-триггера в статических режимах.
3. Испытать работу D-триггера в режиме Т-триггера.
4. Исследовать работу JK-триггера в синхронном режиме.
5. Испытать работу JK-триггера в режимах D и Т триггеров.
В отчете представить:
1. Логические уравнения и схемы исследуемых в работе триггеров.
2. Выводы по работе
Контрольные вопросы:
1. 1. Нарисуйте обозначения R-, S-,V-,T-триггеров.
1. 2. Назовите отличие асинхронного триггера от синхронного.
1. 3. Почему JК-триггер называется универсальным?
1.