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:
- rs-триггера;
- D-триггера (триггер задержки);
- T-триггера (счетного триггера);
- 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.
Рисунок 1. Схема RS-триггера в графическом редакторе САПР
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.
Рисунок 2. Принципиальная схема синхронного RS-триггера в графическом редакторе САПР
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.
Рисунок 3. Схема D-триггера в графическом редакторе САПР
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.
Рисунок 4. Схема счётного Т-триггера в графическом редакторе САПР
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.
Рисунок 5. Схема
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
| 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
- Цель работы
- Схемы исследования триггеров.
- Привести условные графические обозначения исследуемых триггеров.
- Таблица переходов исследуемых триггеров.
- Выводы по каждому заданию.
5 Контрольные вопросы
- Чем определяется быстродействие триггера?
- Начертить схему RS-триггера на логических элементах "ИЛИ-НЕ" и пояснить принцип его работы.
- Почему JK-триггер называется универсальным?
- Пояснить по таблице переходов работу D-триггера.
- Какой характерной особенностью обладает периодическая последовательность импульсов на входе T-триггера?
- Способы описания последовательных цифровых устройств.
- Каким преимуществом обладает двухступенчатый триггер?
