|
Триггеры в интегральном исполнении
Целью работы является исследование
особенностей работы универсальных триггеров в интегральном исполнении. 2.1. В настоящее время известно большое
количество разных типов триггеров, изготавливаемых в виде интегральных
микросхем. Как правило, это универсальные триггеры, т.е. триггеры, совмещающие в
себе функциональные возможности нескольких более простых видов триггеров
(например: RS- и D- триггеров, RS- и JK- триггеров и т.д.). Так, например,
триггер, изображенный на рис.1, сочетает в себе возможности RS- и D-
триггеров. Запись информации в триггер данного типа производится по
входу D. На вход С подаются импульсы синхронизации. Кроме того, триггер имеет
вход установки "0" (R - вход) и вход установки "1" (S - вход). 2.2. Для
управления работой триггера могут использоваться управляющие сигналы различных
уровней. Так, вышеуказанный триггер (рис.1) срабатывает при подаче на входы S и
R сигналов логической "1" (прямые входы). При управлении сигналом логического
нуля "0" вводится специальное обозначение вывода или входа микросхем
(рис.2). 2.3. Вход синхронизации может быть как потенциальным
(рис.1), так и динамическим (рис.2). Особенности работы триггеров с
потенциальным и динамическим входом С отражены на временных диаграммах (рис.3,
а) и б) соответственно). Как
следует из рис.3, запись информации на триггер с потенциальным входом происходит
при наличии на входе С уровня логической "1". При этом изменение состояния
триггера связано с поступлением сигналов на вход D. В динамическом триггере
(рис.2) запись информации происходит по положительному фронту сигнала на входе С
(переход из состояния "0" в состояние "1"). Существует тип триггеров, у которых
запись информации осуществляется по отрицательному фронту сигнала на входе С
(переход из состояния "1" в состояние "0"). 2.4. Работу триггера, как и других
логических устройств, можно описать с помощью таблицы истинности. Таблица
истинности триггера с потенциальным входом (рис.1) имеет вид, представленный
ниже (табл.1). 2.4.1. Режим "хранение информации" означает, что триггер
находится в состоянии, соответствующем предыдущему такту работы (управляющие
сигналы отсутствуют. 2.4.2. В режиме
"Установка "1" и "Установка "0" универсальный триггер функционирует как
стандартный RS-триггер. Комбинация входных сигналов R = = S = 1 является
запрещенной, т.к. при этом оба выхода триггера устанавливаются в одно и тоже
состояние, что противоречит нормальной работе логического устройства. 2.4.4. Последняя строчка в таблице 1 иллюстрирует
ситуацию, когда, с одной стороны, производится запись "0" по входу D, а с другой
стороны - установка "1" по входу S. В этом и подобных случаях триггер
подчиняется сигналам на установочных входах R и S. 2.4.5. Если триггер имеет
динамический вход синхронизации С (как это показано на рис.2), то в таблице
истинности для положительного и отрицательного фронта вводятся специальные
обозначения ("_ " и " _") соответственно). 2.5. Для описания работы триггера
используется также функция перехода F, которая может принимать следующие четыре
значения: С Функция перехода может быть представлена в
виде таблицы, подобной таблице истинности. Для триггера с прямыми входами
функция перехода имеет вид (табл.2): Знак Х
обозначает безразличное состояние, т.е. на вход может быть подана как логическая
единица "1", так и логический ноль "0". Значения функции перехода логически
следуют из таблицы истинности данного триггера. 2.6. Универсальные триггеры
могут быть переведены в счетный режим работы, т.е. такой режим, при котором
состояние триггера изменяется на противоположное с приходом каждого последующего
импульса синхронизации (или импульса счета) на его С-вход. В случае D-триггера
для реализации этого режима инверсный выход соединяют с D-входом. В случае JK-
триггера устанавливают входные управляющие сигналы J=K=1.
Электрическая схема исследуемого устройства представлена
на рис.4. Элемент ДД2 представляет собой триггер Шмидта, построенный на
микросхеме типа К155ТЛ1. Элемент ДД3 представляет собой два универсальных D-
триггера, собранных на микросхеме К155ТМ2, а элементы ДД4 и ДД5 - универсальные
JK-триггеры, собранные на микросхемах К155ТВ1. 3.1.1. Сигнал с измерительного генератора Л31 подается на входы триггера,
обьединенные по схеме "И". Для этого выход "10В" генератора Л31 соединяется с
гнездом "Вход ГС1" на блоке управления К32, а кнопка "ВСВ _ ВНК" над гнездом
"ГС1" должна находиться в отжатом состоянии. 3.1.2. Входные и выходные сигналы
триггера поступают в каналы передачи информации (КПИ) номер 9 и 10
соответственно. Для наблюдения указанных сигналов на экране мультиметра
необходимо, чтобы кнопка "ВСВ _ ВНК" в поле надписи "КВУ" и кнопка "Коммутатор"
находились в отжатом состоянии. Отдельное наблюдение сигналов на входе и выходе
триггера производится путем нажатия кнопок "ВХ1" и "ВХ2" соответственно, а
одновременное наблюдение - нажатием кнопки "Коммут." под надписью "Контроль V
3.1.3. В
режиме наблюдения одновременно двух сигналов на экране мультиметра величина и
взаимное расположение этих сигналов регулируется ручками " " соответственно в поле
надписи "Коммутатор" отдельно для каждого канала ("ВХ1" для КПИ 10 и "ВХ2" для
КПИ 9). 3.2.1. Логические сигналы "0" и "1" на входе триггеров задаются с
помощью кнопок с фиксацией SA1 SA6, расположенных на передней панели блока К32 под
надписью "Программатор кодов". Отжатое состояние кнопки соответствует заданию
логического "0", а нажатое - заданию логической "1". Нажатое состояние кнопки
сопровождается загоранием соответствующего светодиода зеленого цвета,
расположенного вблизи данной кнопки "Программатора кодов". 3.2.2. Для подачи
положительного импульса ("_ _") на вход С триггера необходимо кратковременно
перевести соответствующую кнопку из отжатого состояния в нажатое и
обратно. 3.2.3. Для индикации логических сигналов на выходе триггера,
работающего в статическом режиме (верхняя часть элемента ДД3), служит левое
цифровое табло блока К32. При этом кнопка "10 _2", расположенная непосредственно
под табло, должна находиться в нажатом состоянии. 3.2.4. Нижняя часть элемента
ДД3 представляет собой триггер, работающий в счетном режиме. На его счетный вход
С поступает непрерывная последовательность импульсов. Одновременно такая же
последовательность поступает в КПИ1. Выходные сигналы триггера (прямой и
инверсный) поступают в КПИ2 и КПИ3 соответственно. 3.2.5. Лабораторный стенд
позволяет наблюдать на экране мультиметра одновременно два сигнала с любых двух
КПИ из восьми (двухканальный режим наблюдения). Выбор двух определенных КПИ
производится следующим образом: 3.2.5.1. Нажать кнопку "ВСВ _ ВНК" под
надписью "КВУ", при этом у левых индикаторов обоих цифровых табло начинает
светиться знак запятой. " программатора "СИ"
двоичный код первого выбранного КПИ и нажать кнопку "Пуск". При этом на левом
табло у знака запятой появится номер выбранного КПИ. 3.2.5.3. При нажатой
кнопке "ВХ1 _ ВХ2" повторить указанную процедуру для второго выбранного КПИ.
Номер этого КПИ появится у знака запятой правого табло. ". Теперь два выбранных КПИ через каналы коммутатора
лабораторного стенда соединены с осциллографом мультиметра. Регулировку величины
и расположения сигналов на экране осуществляется раздельно ручками " " под надписью "Коммутатор".
Слева расположены ручки регулировки первого канала коммутатора, справа - второго
канала коммутатора. 3.2.5.5. Для выхода из режима наблюдения сигналов на
экране мультиметра перевести кнопку "ВСВ _ВНК" под надписью "КВУ" в отжатое
состояние. 3.3.1. Логические сигналы "0" и "1" на S, R, J и К - входы
универсальных триггеров подаются с помощью кнопок SA7 3.3.2. Сигнал на вход Стриггера поступает от
встроенного генератора импульсов лабораторного стенда, который вырабатывает
серию импульсов положительной полярности. Число импульсов может изменяться от 1
до 15 и устанавливается с помощью кнопок с фиксацией "2 ", расположенных под надписью "Программатор СИ". Кнопки без фиксации
"Пуск" и "Установ. 0" служат для задания режима работы генератора. При этом
должна соблюдаться следующая последовательность действий: 0 ". Кнопке в нажатом состоянии соответствует двоичная единица (при этом
загорается соответствующий светодиод). 3.3.2.2. Нажать кнопку "Установ. 0" и
убедиться, что светодиод кнопки "Пуск" погашен. Генератор импульсов готов к
работе. 3.3.2.3. Нажать кнопку "Пуск". При этом генератор вырабатывает нужную
пачку импульсов. Для повторного включения генератора нажать кнопку "Установ. 0",
а эатем кнопку "Пуск" и т.д. 3.3.4. Счетные
импульсы на триггер ДД5, работающий в счетном режиме, поступают через элемент
"И", собранный на микросхеме ДД1. Сигнал логической "1", разрешающий прохождение
последовательности импульсов, подается на элемент "И" нажатием кнопки SA15.
Состояние свободных входов J и K триггера ДД5 соответствует наличию для них
сигнала логической единицы. 3.3.5. Сигналы с прямого и инверсного выхода
триггера ДД5 поступают в КПИ4 и КПИ5 соответственно. При этом возможно
наблюдение этих сигналов на экране мультиметра совместно с входными счетными
импульсами, поступающими на КПИ1. Выбор КПИ производится согласно
п.3.2.5.
| |
