КСлаб1э. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисциплін "схемотехніка еом" "компютерна схемотехніка"

• Название: Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисциплін "схемотехніка еом" "компютерна схемотехніка"
• Дата: 13.05.2023
• Размер: 3.98 Mb.
• Имя файла: КСлаб1э.doc
• Тип: Методичні вказівки; #1127571
• страница: 5 из 13

Узлы последовательностного типа

Триггер — простейший последовательный элемент с двумя состояниями, содержащий элементарную запоминающую ячейку и схему управления, которая изменяет состояние элементарной ячейки. Состояние триггера зависит как от комбинации на входах, так и от предшествующего состояния. Триггерные устройства лежат в основе компьютерной опера­тивной памяти и используются во множестве последовательных схем. Триггер можно со­здать из простых логических элементов.

RS-триггер

RS-триггер имеет только 2 установочных входа: S (set — установка) — установка выхода Q в 1 и R (reset – сброс) – сброс выхода Q в 0. Для этого триггера является недопустимой од­новременная подача команд установки и сброса (R = S = 1), поэтому состояние выхода в этом случае остается неопределенным и, вообще говоря, не описывается. Работа триггера описывается таблицей функцион6орования:

Входы		Входы
Установка S	Сброс R	Q	Q’
0	0	Q-1	Q’-1
0	1	0	1
1	0	1	0
1	1	X	X

“Q-1” – сохраняет предыдущее состояние триггера, “x” – неопределенное состояние.

JK-триггер со входами установки логической 1

Отличительной особенностью JK-триггера является наличие двух информационных входов: J и К. Эти входы определяют изменение состояния триггера по фронту импульса на счетном входе, как показано в выделенной части таблицы функционирования. Установочные входы работают как и у RS-триггера. Данный JK-триггер устанавливается единицами, и информация заносится в него по отрицательному фронту импульса на счетном входе. При подаче на входы установки двух единиц одновременно выходы устанавливаются в 1.

Таблица функционирования

Входы					Выходы
Установка Preset	Сброс Clear	J	K	Счет Clock	Q	Q
1	1	X	X	X	1	1
1	0	X	X	X	1	0
0	1	X	X	X	0	1
0	0	0	0		хранение
0	0	0	1		0	1
0	0	1	0		1	0
0	0	1	1		счет

“” – отрицательный перепад тактового импульса,

“x” – неопределенное состояние.

JK-триггер со входами установки 0

Этот элемент подобен JK-триггеру, описанному выше, за исключением того, что установка триггера производится логическим 0.

Таблица функционирования

Входы__Выходы'>Входы					Выходы
Установка Preset	Сброс Clear	J	K	Счет Clock	Q	Q
0	0	X	X	X	1	1
1	0	X	X	X	0	1
0	1	X	X	X	1	0
1	1	0	0		Хранение
1	1	0	1		0	1
1	1	1	0		1	0
1	1	1	1		Счет

“” – отрицательный перепад тактового импульса,

“x” – неопределенное состояние.

D-триггер

Информация со входа D заносится в триггер по положительному перепаду тактового импульса и сохраняется до следующего положительного перепада на счетном входе.

Таблица функционирования

Входы		Выходы
Данных D	Счет Clock	Q
0		0
1		1

D-триггер со входами установки логического 0

Этот триггер подобен D-триггеру, описанному выше, за исключением того, что у него имеется два установочных входа: установка (Preset) и сброс (Clear), работающих как у RS-триггера.

Таблица функционирования

Входы				Выходы
Установка Preset	Сброс Clear	Данных D	Счет Clock	Q	Q
0	1	X	X	1	1
0	0	X	X	0	1
1	X	X	1	1	0
1	0	0		0	1
1	1	1		1	0

“” – положительный перепад счетного импульса.

Счетчик

Счетчик – элемент, осуществляющий счет импульсов, подаваемых на его вход. Двоичное число, представляемое состоянием его выходов, по фронту импульса на i счетном входе увеличивается на единицу. Описываемое устройство представляет собой четырехразрядный счетчик с двумя входами синхронизации и четырьмя выходами. Чтобы использовать счетчик по максимальной длине счета, генератор тактовых импульсов подключают к входу синхронизации CLKA и соединяют выход QA со входом синхронизации CLKB. Суммирование производится по отрицательному фронту импульса на счетном входе. Для сброса счетчика в 0 на входы RO1 и RO2 подают уровень логической 1.

Таблица функционирования

Входы		Выходы
N	Счет	D	C	B	A
0		0	0	0	0
1		0	0	0	1
2		0	0	1	0
3		0	0	1	1
4		0	1	0	0
5		0	1	0	1
6		0	1	1	0
7		0	1	1	1
8		1	0	0	0
9		1	0	0	1
10		1	0	1	0
11		1	0	1	1
12		1	1	0	0
13		1	1	0	1
14		1	1	1	0
15		1	1	1	1

Сброс счетчика:

Входы		Выходы
R01	R01	QD	QC	QB	QA
1	1	0	0	0	0
0	Ч	Счет
Ч	0	Счет

Четырехразрядный сдвиговый регистр

Последовательный, сдвиговый регистр – элемент, содержимое выходов которого при подаче тактового импульса может сдвигаться в сторону младших или старших разрядов. Он представляет собой несколько взаимосвязанных триггеров.

Описываемый сдвиговый регистр способен обрабатывать данные в одном из следующих режимов: последовательный и параллельный ввод и вывод данных, сдвиг влево, сдвиг вправо. По приходу каждого тактового импульса на вход регистра выполняется операция над данными, определенная состоянием управляющих входов S0 и S1.

Таблица установки режимов

S0	S1	Операция
0	0	хранение
0	1	сдвиг вправо
1	0	сдвиг влево
1	1	параллельная загрузка

Если на вход сброса (Clear) подать логический 0, то на всех выходах установится уровень логического 0.

Таблица функционирования

Входы

Выходы данных

Сброс

Режим

Последовательные

Параллельные

Clear

S1

S0

Clock

Left

Left

A

B

C

D

QA

QB

QC

QD

0

x

x

x

x

x

x

x

x

x

0

0

0

0

1

x

x

0

x

x

x

x

x

x

QA0

QB0

QC0

QD0

1

1

1



x

x

a

b

c

d

a

b

c

d

1

0

1



x

1

x

x

x

x

1

QAN

QBN

QCN

1

0

1



x

0

x

x

x

x

0

QAN

QBN

QCN

1

1

0



1

x

x

x

x

x

QBN

QCN

QDN

1

1

1

0



0

x

x

x

x

x

QBN

QCN

QDN

0

1

0

0



x

x

x

x

x

x

QA0

QB0

QC0

QD0

 – положительный перепад тактового импульса.

а, Ь, с, d – состояния на входах А,В,С или D соответственно.

Q_A0, Q_B0, Q_C0, Q_D0 – текущее состояние соответствующих выходов.

Q_AN, Q_BN, Q_CN, Q_DN – предыдущее состояние соответствующих выходов.

Гибридные компоненты

Ц АП

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) осуществляет преобразование цифрового сигнала в аналоговый. Описываемый ЦАП имеет 8 цифровых входов и 2 входа (I + I и I – I) для подачи опорного тока I_ОП. ЦАП формирует на выходе ток I_ВЫХ, который пропорционален входному числу N_BX.

Выходной ток определяется по формуле :



где I_ОП – опорный ток, определяемый последовательно подключенными ко входу U_ОП+ или U_ОП–. источником напряжения U_ОП и сопротивлением R:



Второй выход является дополнением первого. Его ток определяется из выражения:



В Electronics Workbench также имеется ЦАП, который осуществляет преобразование цифрового сигнала в напряжение на выходе. Выходное напряжение определяется по формуле:



где U_ОП – опорное напряжение.

А ЦП

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производит преобразование аналогового напряжения в число. Представленный АЦП переводит аналоговое напряжение U_BX на входе в 8-разрядное двоичное число N_ВЫХ по формуле:



где [ ] – целая часть,

Ufs = U_ОП+ – U_ОП– – разница напряжений на опорных входах.

5 55 Таймер

Таймер – элемент, имеющий цифровой вход и выход. Он характеризуется временем задержки T_d. Изменение состояния на его выходе происходит через время, определяемое временем задержки T_d.

555 таймер – интегральная схема, наиболее часто употребляемая как мультивибратор, одновибратор или управляемый напряжением генератор. Состояние выхода таймера изменяется через время, определяемое внешней времязадающей RC-цепью. Принципиально 555 таймер состоит из двух компараторов, делителя напряжения, триггера и разряжающего транзистора.

О дновибратор

Одновибратор вырабатывает импульс фиксированной длительности в ответ на управляющий перепад на его входе. Длина выходного импульса определяется внешней времязадающей RC-цепью.

Установка значений элементов и приборов

Простые аналоговые элементы, такие, как различные источники, конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы, имеют один или несколько параметров. Сложные элементы имеют несколько взаимосвязанных параметров, которые вместе формируют модель конкретного элемента. Кроме заземления и соединяющего узла (которые не имеют параметров), все элементы имеют определенные значения параметров, установленные по умолчанию, и которые можно при необходимости изменить. Значения параметров элементов, установленные по умолчанию, приведены ниже в таблице.