Вычислительная техника Тригеры. ВычТех_Лаб_1. Лабораторная работа 1 Триггеры по Вычислительной Технике студент Рыбаков Михаил бик2003 Москва 2021 г
 Скачать 212.4 Kb.
|
|
Федеральное агентство связи Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики» Факультет РиТ Кафедра информатики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 «Триггеры» по Вычислительной Технике Выполнил: студент Рыбаков Михаил БИК2003 Москва 2021 г. Цель работы: изучение логических возможностей триггерных схем. Краткие теоритические сведения Триггер – это запоминающий элемент с двумя устойчивыми состояниями, изменение которых происходит под действием входных сигналов, т.е. он хранит один бит информации (лог. 0 или лог. 1). Схема триггера обеспечивает запись, считывание, стирание и индикацию хранимой двоичной информации. На основе триггеров строятся функциональные блоки аппаратных средств вычислительной техники: регистры, счетчики, сумматоры и многие другие. Состояние триггера определяется сигналами на прямом Q и инверсном  выходах. При положительном кодировании информации высокий уровень напряжения на прямом выходе отображает значение лог. 1 (состояние Q = 1), а низкий уровень — значение лог. 0 (состояние Q = 0). Изменение состояния триггера (его переключение) обеспечивается внешними сигналами. В соответствии с логикой функционирования различают триггеры: с раздельной установкой «0» и «1», с одним информационным входом, со счётным входом, универсальные с раздельной установкой состояний «0» и «1» и др. Входы триггеров разделяются на информационные (для приёма сигналов запоминаемой информации) и управляющие (для управления записью информации). К управляющим относятся: синхронизирующий (тактовый) сигнал и разрешающий сигнал. По способу записи (приёма) информации различают асинхронные и синхронные (тактируемые) триггеры. Триггеры, не имеющие входа для синхронизирующего сигнала, называются асинхронными, запись информации в них производится в любой момент времени при поступлении сигналов на информационные входы. В синхронном триггере запись информации возможна при совпадении сигналов на информационном и синхронном входе, что делает их более помехоустойчивыми. В зависимости от количества тактовых сигналов, необходимых для формирования нового состояния, различают однотактные, двухтактные и многотактные триггеры. По способу управления записью (моменту реакции на тактовый сигнал) выделяют синхронные триггеры со статическим (по уровню), динамическим (по фронтам) и двухступенчатым управлением. В первых запись информации возможна только в течение длительности тактового сигнала. Во-вторых, разрешение на запись информации даётся только в момент перепада тактового сигнала от нуля к единице (прямой динамический вход) и от единицы к нулю (инверсный динамический вход). В другие моменты времени он не реагирует на входные информационные сигналы независимо от уровня тактового импульса. Для построения схемы подключения генератора сигналов к входам D-триггера используются следующие элементы: D-триггер (T1), J-K триггеры (TT1, TT2, TT3), ключ (K1), генератор одиночных импульсов (ГОИ), генератор импульсов (ГИ), логический анализатор (ЛА). Для исследования логики работы триггера D генератор сигналов собирается на триггерах J-K (или используется счётчик на J-K триггерах). Схема подключения генератора сигналов к входам D-триггера изображена на рис. 1.1. На все незадействованные в схеме генератора сигналов входы триггеров J-K подаются сигналы логической «1», что обеспечивает работу этих триггеров в счетном режиме (см. таблицу). Временная диаграмма работы D-триггера изображена на рис. 1.2.  Рис. 1.1 Схема подключения генератора сигналов к входам D-триггера  Рис. 1.2 Временная диаграмма работы D-триггера Для построения схемы подключения генератора сигналов к входам J-K триггера используются следующие элементы: D-триггеры (T1, T2, T3, T4), J-K триггер (TT1), ключ (K1), генератор одиночных импульсов (ГОИ), генератор импульсов (ГИ), логический анализатор (ЛА). Для исследования логики работы J-K триггера генератор сигнала собирается на D-триггерах (или используется счетчик на D-триггерах). Схема подключения генератора сигналов к входам J-K триггера изображена на рис. 1.3. Временная диаграмма работы J-K триггера изображена на рис. 1.4.  Рис. 1.3 Схема подключения генератора сигналов к входам J-K триггера  Рис. 1.4 Временная диаграмма работы J-K триггера Контрольные вопросы. 1. Что такое триггер? Триггер – это запоминающий элемент с двумя устойчивыми состояниями, изменение которых происходит под действием входных сигналов, т.е. он хранит один бит информации (лог. 0 или лог. 1). Схема триггера обеспечивает запись, считывание, стирание и индикацию хранимой двоичной информации. 2. Какие типы триггеров Вы знаете?  3. Каков принцип работы триггеров D и J-K. 1)имеют два входа сброса и установки R и C, информационный вход D (англ. Dalay – задержка) триггера и один тактируемый вход С триггера, а также два выхода: прямой Q и инверсный –Q. Как и все триггеры, у которых имеется тактируемый вход С, принцип работы D триггера основан на переключении уровней напряжений на выходе триггера только стробированием по входу С. Таким образом можно составить таблицу истинности D триггера. 2)Вход R триггера служит для перевода прямого выхода в лог.1, а вход S триггера – в состояние лог.0. Вход С (англ. Clock – часы)служит для тактирования JK триггера, то есть все изменения выходов происходят только когда на входе С сигнал изменяется с высокого уровня на низкий. Информационные входа J (англ. Jump – прыжок) и К (англ. Kill – убить) работают следующим образом: если на J лог.1 и на К лог.0, то по импульсу со входа С на Q будет лог.1 и на –Q будет лог.0. Для изменения уровня сигнала на выходах на противоположные необходимо на J подать лог.0, а на К лог.1, тогда по импульсу на входе С состояние выходов измениться. 4. Разъясните понятие асинхронной работы триггера. Триггеры, не имеющие входа для синхронизирующего сигнала, называются асинхронными, запись информации в них производится в любой момент времени при поступлении сигналов на информационные входы. 5. Как различают триггеры с логикой функционирования? В соответствии с логикой функционирования различают триггеры: с раздельной установкой «0» и «1», с одним информационным входом, со счётным входом, универсальные с раздельной установкой состояний «0» и «1» и др. 6. Как различают триггеры по количеству тактовых сигналов? В зависимости от количества тактовых сигналов, необходимых для формирования нового состояния, различают однотактные, двухтактные и многотактные триггеры. 7. Как различают триггеры по способу управления записью? По способу управления записью (моменту реакции на тактовый сигнал) выделяют синхронные триггеры со статическим (по уровню), динамическим (по фронтам) и двухступенчатым управлением. В первых запись информации возможна только в течение длительности тактового сигнала. Во-вторых, разрешение на запись информации даётся только в момент перепада тактового сигнала от нуля к единице (прямой динамический вход) и от единицы к нулю (инверсный динамический вход). В другие моменты времени он не реагирует на входные информационные сигналы независимо от уровня тактового импульса. 8. Объясните счетный режим работы триггера. При работе триггера в счетном режиме он играет роль информационного, - именно на него поступают счетные импульсы. В режиме приема и хранения информации он служит тактирующим, его назначение подобно аналогичному входу D – триггера, но логика работы несколько иная и определяется состоянием JK входов. 9. Разъясните понятие универсального триггера. Универсальным триггер называется потому, что он имеет два разделённых устойчивых инверсных входа 𝑆 и 𝑅, а так же два основных входа D и C. 10. Назовите динамические параметры триггеров. - задержки переключения выходов триггера по синхронизирующему и установочным входам, - время предварительной установки сигналов на логических и управляющих входах, - время удержания сигналов на логических и управляющих входах, - минимальные длительности синхронизирующих и установочных импульсов. Вывод: в этой работе мы подключили к генераторам схемы, составленные из триггеров (D и J-K). В ходе выполнения мы исследовали логику работы триггера с помощью схем, собранных таким образом, что период сигнала с каждого последующего триггера увеличивался а два раза. |