Синтез та дослідження тригерних схем на основі логічних елементів - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Синтез та дослідження тригерних схем на основі логічних елементів

Дослідження основних структур тригерних пристроїв (RS, D, Т, JК - типів) в логічному базисі І-НЕ з потенційним представленням інформації. Будова та види тригерів, їх синтез на основі логічних ІMС. Характеристичні рівняння, що описують їх функціонування.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Синтез та дослідження тригерних схем на основі логічних елементів
Мета роботи - вивчення і дослідження основних структур тригерних пристроїв (RS, D, Т, JК - типів) в логічному базисі І-НЕ з потенційним представленням інформації.
Функціональні вузли і пристрої комп'ютерної техніки синтезуються на основі двох типів логічних схем: комбінаційних схем (КС - див. лабораторні роботи №№ 2 - 7 - дисципліни
“Комп'ютерна схемотехніка” ч.1) і цифрових автоматів (ЦА).
Тригер, як типовий елемент цифрового автомата, - це пристрій, що може знаходитись в одному з двох стійких станів і переходить з одного стану в другий під дією зовнішніх сигналів. Зміна стану, як правило, залежить не тільки від біжучих значень вхідних сигналів, але і від попереднього стану тригера. Інформація про попередній стан, яка поступає з виходів тригера, разом із зовнішніми сигналами керує його роботою. Тому тригери є пристроями із зворотними логічними зв'язками і складаються з двох частин: елементу пам'яті (власне тригера) і схеми управління, яка виконана, як правило, за допомогою комбінаційної схеми. Схема управління перетворює інформацію, що поступає на її входи х І, х 2 ,...,х m у комбінацію сигналів, які діють на входи власне тригера.
Логічна функція, що встановлює залежність стану, в який переходить тригер з біжучого стану при дії на нього заданих сигналів управління, називається функцією переходів тригера. Функції переходів задаються логічними формулами або у вигляді таблиць.
В таблиці містяться значення інформаційних та синхросигналів на вході тригера, а також значення вихідних сигналів (внутрішніх станів тригера) після закінчення дії синхросигналу.
Закон функціонування тригера може бути заданий і у вигляді характеристичного рівняння логічної функції виду:
Q n+1 =f(Q n , x i n ), і =1,2,…,m, (1)
де Q n+1 - стан тригера після закінчення дії синхросигналу в момент t n+1 ;
Q n - стан тригера до приходу синхросигналу;
x i n - значення сигналу на інформаційному вході в момент t n .
Між таблицею переходів і характеристичним рівнянням існує взаємно однозначна відповідність, тобто від таблиці переходів зажди можна перейти до характеристичного рівняння шляхом виводу СДНФ з таблиці.
По рівню вхідного сигналу тригери поділяються на тригери з прямими входами (запис інформації відбувається рівнем "1") та з інверсними входами (запис інформації відбувається рівнем "0") і вхід відмічається знаком інверсії.
Крім того, тригери бувають одно- та двотактними. В однотактних тригерах запис відбувається по передньому фронту сигналу запису, а в двотактних - по задньому, тобто в момент закінчення дії сигналу запису.
В свою чергу, всі тригери поділяються на синхронні та асинхронні. В асинхронних тригерах запис інформації відбувається в будь-який момент часу, а в синхронних - тільки при наявності синхросигналу.
Основним асинхронним елементом пам'яті служить RS-тригер (на базі елементів «АБО-НІ» - прямі входи), зображений на рис.1. Тригером RS-типу називається логічний пристрій з двома стійкими станами і двома інформаційними входами R і S. При подачі сигналу запису “1” на вхід S (вхід встановлення) в тригер запишеться "1", тобто Q = 1, Q = 0 (таблиця 1). При подачі сигналу запису “1” на вхід R (вхід скидання) в тригер запишеться "0", тобто Q = 0, Q = 1. Одночасно подавати записи на входи - заборонено, оскільки після закінчення їх дії тригер встановлюється в невизначений стан. Так як RS-тригер є складовою частиною всіх інших тригерів, розглянемо більш детально основні структурні схеми RS-тригерів. Асинхронний RS- тригер є найпростішим за структурою. Він має тільки два логічних елементи (мінімальну кількість).
Рис. 1. Схема та умовне графічне позначення асинхронного RS-тригера з прямими входами на елементах 2"АБО-НІ".
Таблиця 1. Стани асинхронного RS-тригера на основі мікросхеми КІ55ЛА3.
Даний тригер можна побудувати на елементах ("АБО-НІ"), "І-АБО-НІ" та інших, виходячи з його характеристичного рівняння. На рис.1 і рис.4 відповідно приведено два варіанти реалізації асинхронного RS-тригера на логічних елементах "АБО-НІ", "І-НІ".
RS-тригер - це є “власне” тригер, на входи якого поступають інформаційні сигнали.
При цьому на інформаційних входах RS - тригера, виконано на елементах "АБО-НІ" (рис.1), діють сигнали S і R, рівень яких відповідає "0" (тригер з прямими входами). Даний тригер встановлюється в стан "1" ( Q = 1 ) сигналом S = 1 і в стан "0" ( Q = 0 ) - сигналом R = 1 (тригер з прямими входами). Для нього забороненою є комбінація сигналів R ^ S = 1, тобто необхідно виключити одночасну появу двох одиниць на його входах.
При цьому на інформаційних входах RS - тригера, виконано на елементах "І-НІ" (рис.4 ), діють сигналами S і R , рівень яких відповідає "0" (тригер з інверсними входами). Даний тригер встановлюється в стан "1" (Q = 1) сигналомS = 0 і в стан "0" (Q = 0 ) - сигналомR = 0. Для нього забороненою є комбінація сигналів R vS = 0, тобто необхідно виключити одночасну появу двох нулів на його входах.
Важливу роль в цифрових пристроях відіграють RS-тригери з синхронізуючими (тактовими) і інформаційними (програмуючими) входами (рис.5). На відміну від асинхронного, даний тригер на кожному інформаційному вході має додаткові схеми співпадіння, перші входи яких об'єднані і на них подаються синхронізуючі сигнали. Другі входи схем співпадіння є інформаційними. Зміна стану тригера можлива лише при наявності одиничного сигналу на синхронізуючому вході С. При нульовому значенні цього сигналу інформація на управляючих входах R і S не сприймається і тригер зберігає свій попередній стан. Таблиця переходів асинхронного тригера (таблиця 3.) співпадає з таблицею переходів синхронного тригера (таблиця 1.) при С n = 1 -const.
Синхронні тригери окрім синхронізуючих входів, можуть мати і асинхронні входи R i S.
Характеристичні рівняння синхронного RS-тригера мають вигляд:
для прямих входів: Q n+1 = C n S n v R n Q n v C n Q n , (2)
для інверсних входів: Q n+1 = C n S n v R n Q n v C n Q n ,
Підставивши С n = 1 в рівняння (2), можна отримати характеристичні рівняння для асинхронного триггера:
для прямих входів: Q n+1 = S n v R n Q n ; (3)
для інверсних входів: Q n+1 = S n v R n Q n .
Крім RS-тригерів застосовуються ще три види синхронних тригерів: JK, T і D- типів.
Тригером D-типу називається логічний пристрій з двома стійкими станами і одним інформаційним входом D. В D-тригерах значення змінної в момент t n+1 співпадає із значенням вхідної змінної в момент t n , тому тригер такого типу в літературі називають тригером затримки.
Характеристичне рівняння D-тригеру має вид:
З рівняння видно, що при наявності тактуючого сигналу (с=1) тригер переходить в стан Q n+1 =D n , а при відсутності тактуючого сигналу (с=0) тригер зберігає попередній стан.
На рис.6 представлений варіант реалізації однотактного синхронного D-тригера, виконаного на елементах “І-НІ”. Вхід D-інформаційний, вхід C-тактовий (синхронізуючий). При D=1 і С=1 на вході DD1.1 формується лог. рівень “0”, який поступає на входи DD1.2 і DD1.3, здійснює встановлення тригера в стан Q=1 і одночасно блокує включення DD1.2. При D=0 і C=1 вихід DD1.1 залишається закритим (на виході DD1.1 рівень `1”), відкриється DD1.2 і рівень `0” сформований на його виході, встановить тригер в стан Q=1 (Q=0). Таким чином, при C=1 в тригер завжди записується інформація, що відповідає інформації на вході (таблиця 5.).
Тригери T-типу (лічильний тригер) називається логічний пристрій, який має два стійких стани і один вхід Т, і змінює свій стан на протилежний всякий раз, коли на вхід Т приходить управляючий сигнал.
Функціонування T-тригера описується наступним характеристичним рівнянням:
На рис.7 приведено варіант реалізації однотактного синхронного T-тригера, виконаного на елементах "І-НІ". Присутність на входах R і S взаємно протилежних сигналів дозволяє після приходу тактового імпульсу на вхід С встановити на виходах наперед задану комбінацію рівнів: Q=Н, Q=В і навпаки (таблиця 6).
Тригером JK-типу називається логічний пристрій, який має два стійких стани і два інформаційних входи J та К, і змінює свій стан на протилежний при JK-1, тобто при JK=1 Q n+1 =Q n , а в усіх інших випадках функціонує у відповідності з таблицею істинності синхронного RS-тригера, при цьому вхід J еквівалентний входу S, а вхід К- входу R.
Характеристичне рівняння JK-тригера можна записати наступним чином:
На рис.2 приведено варіант реалізації однотактного синхронного JK-тригера, виконаного на елементах "І-НІ". Тригер JK-типу є найбільш універсальним. В його таблиці станів (таблиця 2.) відсутня стрічка невизначеності. На основі JK-тригеру шляхом нескладних зовнішніх комутаційних змін можна отримати схеми, які виконують функцій RS-, D- i T-тригерів.
Для надійної і чіткої роботи тригерних комірок в багато розрядних пристроях (регістрах, лічильниках) призначені двотактні тригери, які називають master-slave, що перекладається як майстер-помічник.
Рис.2. Схема однотактного JK-тригера на елементах 2"I-НІ".
2.1 Ознайомилися з теоретичною частиною роботи, лабораторним стендом і програмою EWB.
2.2 Отримали від викладача елементи, необхідні для виконання роботи - мікросхеми К155ЛА3, а також з'єднувальні провідники. Якщо для дослідження використовуємо EWB , то п.п. 2. 6 - 2.11 виконуємо на зарубіжних аналогах вказаних мікросхем (див. Додаток) .
2.3 Ознайомилися зі функціональною схемою та схемами комутації мікросхеми К155ЛАЗ на стенді для виконання дослідів лабораторної роботи (рис. 3 - 7).
Паспортні дані К155ЛА3: Uж = +5 В (5%), Кзор = Коб = 10, U 1 вих ? 4 В, U 0 вих ? 0,1 В, Uпор = 1,5 В, І 0 вх = 0,8 мА.
Рис. 3 Мікросхеми К155ЛА3 (4ел.2”І-НІ”)
а) - нумерація виводів К155ЛА3 і К155ТМ2; б) - функціональна схема К155ЛА3.
2.4 При роботі в статичному режимі для контролю станів тригера до виходів підключили індикаторні світлодіоди (свічення світлодіода означає стан "1"). Для запуску тригера по входах R i S використовували тумблерні регістри, по входу С - формувач одиночних імпульсів додатної полярності. Для дослідження D-тригерів і JK-тригерів на інформаційні входи подавати сигнали з тумблерних регістрів, а на входи С - з формувача одиночних сигналів додатної полярності.
2.5 Зібрали схему асинхронного RS-тригера на елементах 2"I-НІ". Дослідили його в статичному режимі і склали таблицю станів.
Рис. 4. Схема (а) і умовне графічне позначення (б) асинхронного RS-тригера з інверсними входами.
Таблиця 3. Стани асинхронного RS-тригера на основі мікросхеми КІ55ЛА3 (4ел.-2"I-НІ")
2.6 Зібрали синхронний RS-тригер на елементах 2"І-НІ". Дослідили його в статичному режимі і склали таблицю станів.
Рис. 5. Схема (а) і умовне графічне позначення (б) синхронного RS-тригера з прямими R і S входами.
Таблиця 4. Стани синхронного RS-тригера на основі мікросхеми КІ55ЛА3 (4ел.-2"I-НІ")
2.7 Зібрали синхронний D-тригер на елементах 2"І-НІ". Дослідили його в статичному режимі і склали таблицю переходів
Рис.6. Схема (а) і умовне графічне позначення (б) D-тригера.
Таблиця 5. Стани D-тригера на основі мікросхеми КІ55ЛА3 (4ел.-2"I-НІ")
2.8 Зібрали Т-тригер на елементах 2"І-НІ".Дослідили його в статичному режимі і склали таблицю переходів. На вхід сигнал подавали через RC-ланку, що забезпечило короткий за тривалістю вхідний імпульс.
Рис.7. Схема однотактного Т-тригера.
Таблиця 6. Стани Т-тригера на основі мікросхеми КІ55ЛА3 (4 - 2"I-НІ")
Висновок: В даній лабораторній роботі ми ознайомились з будовою тригерів, їх синтезом на основі логічних ІMС та дослідили роботу тригерів, побудованих на основі логічних ІMС.
Бабич М.П. і ін. Комп'ютерна схемотехніка. “МК-Прес”, Київ, 2004
Додаток. Схеми дослідження тригерів засобом моделюючої програми EWB
Рис.1. Дослідження асинхронного RS і D тригерів - статика (ІМС 7400 - аналог К155ЛА3).
Рис.2. Дослідження асинхронного RS і D тригерів - динаміка (ІМС 7400 - аналог К155ЛА3).
Огляд елементної бази, що застосовується для побудови логічних керуючих автоматів з паралельною архітектурою. Аналіз систем автоматизованого проектування логічних керуючих автоматів на основі ПЛІС, їх різновиди і відмінні особливості, тенденції розвитку. курсовая работа [478,2 K], добавлен 25.09.2010
Дослідження основних способів подання логічної функції: аналітичний і табличний. Мінімізація логічних функцій та карта Карно. Синтез комбінаційного пристрою на базисі Шеффера та Пірса. Побудова принципової схеми, виконаної на інтегральних мікросхемах. курсовая работа [891,4 K], добавлен 06.08.2013
Схема підсумовувального трьохрозрядного лічильника. Види тригерів та їх використання. Синтез лічильників, заповнення таблиць функціонування автомата. Складання діаграми Вейча для кожного із заданих тригерів. Будування та час реєстрації лічильника. курсовая работа [1,1 M], добавлен 29.03.2013
Теоретична основа роботи тригерів. Перевірка роботи тригера в статичному режимі за логічною таблицею станів. Складання монтажних схем RS-, RSC-, JK-, D-тригерів. Монтажні схеми та умовні позначення тригерів. Щабель запам'ятовування інформації. лабораторная работа [271,0 K], добавлен 10.11.2013
Синтезування синхронного двійково-десятковий лічильник, на основі одного тригера D-типу і трьох тригерів JK-типу, які працюють в коді з вагою розрядів 6-2-2-1. Діаграми Вейча для функцій входів тригерів. Моделювання схеми лічильника у середовищі "OrCAD". курсовая работа [198,7 K], добавлен 13.05.2011
Розробка спеціалізованих синхронних лічильників на базі універсальних JK-тригерів та на основі паралельного регістра і ПЗП. Ознайомлення із структурою і принципами роботи пристроїв; представлення їх функціональних та принципових електричних схем. курсовая работа [2,4 M], добавлен 03.06.2011
Схемні особливості логічних елементів. D–тригери зі статичним та динамічним управлінням. Збільшення розрядності дешифраторів і демультиплексорів. Лічильники з послідовним та паралельним перенесенням. Збільшення розрядності комірок пам'яті і їх кількості. методичка [2,3 M], добавлен 31.10.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Синтез та дослідження тригерних схем на основі логічних елементів реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Развитие главных антиковедных направлений в последней трети XIX в. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Производство и издержки обращения. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая Работа На Тему Організація Кредитної Роботи В Комерційному Банку
Сочинение по теме Хождение игумена Даниила
Реферат: Животноводство Украины
Модели Инклюзивного Обучения Анализ И Характеристики Реферат
Ибсен На Китайской Сцене Диссертация
Контрольная работа по теме Экология и безопасность
Психологическая Безопасность Образовательной Среды Курсовая
Реферат: Константин Георгиевич Паустовский Теплый хлеб
Реферат по теме Образ Петра I в творчестве А.С. Пушкина
Сочинение Марийский Край В 17 Веке
Реферат: Экономика (2 задания)
Дипломная Работа Договор Возмездного Оказания Юридических Услуг
Реферат На Тему Коллектив И Толерантность
Реферат по теме Аналіз стейкхолдерів
Реферат по теме Последствия интифады "Аль-Акса" для экономики Израиля
Контрольная работа: Документальні та оповідні історичні джерела
Сочинение Смысл Жизни Только В Одном Борьбе
Эссе По Инновационной Деятельности Библиотекаря
Связь экономической истории с историей экономической политики - История и исторические личности курс лекций
Прокурор в гражданском процессе - Государство и право курсовая работа
Привлечение в качестве обвиняемого - Государство и право курсовая работа