Дата последнего обновления файла 02.06.2016

Лабораторная работа 4. Исследование работы триггеров

Лабораторная работа выполняется с помощью учебного лабораторного стенда LESO2.

Цель работы: Целью работы является экспериментальное исследование работы различных типов триггеров.

Подготовка к лабораторной работе

По конспекту лекций изучить работу наиболее распространенных типов двоичных триггеров:

  1. rs-триггера;
  2. D-триггера (триггер задержки);
  3. T-триггера (счетного триггера);
  4. JK-триггера (универсального триггера);

Изучить принципиальную схему лабораторного стенда LESO2 и определить какая часть исследуемой схемы реализована аппаратно, а какая будет реализована с помощью среды автоматизированного проектирования Quartus II.

Задание к работе

1.Исследовать асинхронный RS-триггер

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 1. Подключить к входам X0 и X1 переключатели S7 и S8, а к выходу Q светодиодный индикатор LED1. Для этого подключить входы и выходы триггера к соответствующим выводам ПЛИС.

Схема RS-триггера
Рисунок 1. Схема RS-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II

Подавая все возможные комбинации логических уровней на входы X0, X1 с помощью ключей S7, S8 и наблюдая за состояниями светодиодного индикатора LED1, заполните таблицу истинности 1.

Таблица 1. Таблица переходов для асинхронного RS триггера на элементах "ИЛИ-НЕ"

R S Q(t) Q(t+1) Название режима работы триггера
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1

Обратите внимание, что последние две строки таблицы относятся к запрещенным комбинациям. Для того, чтобы убедиться, что эти комбинации являются запрещенными, модифицируйте схему, приведенную на рисунке 1. Для этого добавьте к инверсному выходу второй светодиод. Проанализируйте как ведут себя в запрещенной комбинации выходы триггера. В какое состояние устанавливается триггер из запрещенной комбинации при переводе его в режим хранения.

2.Исследовать синхронный асинхронный RS-триггер

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 2.

Принциальная схема синхронного RS-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II
Рисунок 2. Принципиальная схема синхронного RS-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II

Триггер взять из библиотеки Primitives->Storage. Устанавливая с помощью переключателей S7 и S8 различные комбинации логических уровней и затем нажимая на кнопку Button, заполнить таблицу переходов 2.

Таблица 2. Таблица переходов для синхронного RS триггера

R S C Q(t) Q(t+1) Название режима работы триггера
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 1 0
1 1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 1
0 1 0 0
0 1 0 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 1 0 0
1 1 0 1

3.Исследовать D-триггер

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 3.

Схема D-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II
Рисунок 3. Схема D-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II

Устанавливая с помощью переключателя S8 различные логические уровни на выходе D и затем нажимая на кнопку Button, заполнить таблицу переходов 3.

Таблица 3. Таблица переходов для синхронного D триггера

D C Q(t) Q(t+1)
x 0 0
x 0 1
0 1 0
0 1 1
1 1 0
1 1 1

4 Исследовать синхронный T-триггер

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 4.

Схема счётного Т-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II
Рисунок 4. Схема счётного Т-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II

Устанавите с помощью переключателя S8 логический уровень "1" на входе T и затем, нажимая на кнопку Button, заполнить таблицу переходов. Повторите те же действия при логическом "0" на входе T. Заполните таблицу 4.

Таблица 4. Таблица переходов для синхронного T триггера

T C Q(t) Q(t+1) Q(t+2) Q(t+3) Q(t+4) Q(t+5)
1 1 0
1 1 1
0 1 0
0 1 1

5 Исследование синхронного JK триггера

Сконфигурировать ПЛИС в соответствии с рисунком 5.

Схема <nobr>JK-триггера</nobr> в графическом редакторе САПР <nobr>Quartus II</nobr>
Рисунок 5. Схема JK-триггера в графическом редакторе САПР Quartus II

Устанавливая с помощью переключателя S7 и S8 различные логические уровни на входах J, K и затем, нажимая на кнопку Button, заполнить таблицу переходов(таблица 6).

Таблица 6. Таблица переходов для JK триггера

J K C Q(t) Q(t+1) Название режима работы триггера
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 1 0
1 1 1 1

Содержание отчета

  1. Цель работы
  2. Схемы исследования триггеров.
  3. Привести условные графические обозначения исследуемых триггеров.
  4. Таблица переходов исследуемых триггеров.
  5. Выводы по каждому заданию.

5 Контрольные вопросы

  1. Чем определяется быстродействие триггера?
  2. Начертить схему RS-триггера на логических элементах "ИЛИ-НЕ" и пояснить принцип его работы.
  3. Почему JK-триггер называется универсальным?
  4. Пояснить по таблице переходов работу D-триггера.
  5. Какой характерной особенностью обладает периодическая последовательность импульсов на входе T-триггера?
  6. Способы описания последовательных цифровых устройств.
  7. Каким преимуществом обладает двухступенчатый триггер?

Литература:

  1. Микушин А.В., Сажнев А.М., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры. СПб, БХВ-Петербург, 2010.
  2. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. СПб, БХВ-Петербург, 2004.
  3. Дж. Ф. Уэкерли Проектирование цифровых устройств. М, Постмаркет, 2002.
  4. Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы. М, Радио и связь, 1987.

Вместе с лабораторной работой "Исследование работы триггеров" выполняют:

Лабораторная работа 1. Работа с Quartus II
http://digteh.ru/digital/lab/1/

Лабораторная работа 2. Синтез логических схем
http://digteh.ru/digital/lab/2/

Лабораторная работа 3. Исследование комбинационных схем
http://digteh.ru/digital/lab/3/

Лабораторная работа 5. Исследование работы регистров
http://digteh.ru/digital/lab/5/

Лабораторная работа 6. Исследование цифровых счетчиков (делителей частоты)
http://digteh.ru/digital/lab/6/


Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2017

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/~mavr
http://digital.sibsutis.ru/

Поиск по сайту сервисом Яндекс

Поиск по сайту сервисом ГУГЛ

пЕИРХМЦ@Mail.ru


Яндекс.Метрика
Rambler's Top100