3. Отчет

В отчет включите структурные схемы и условные графические обозначения исследуемых триггеров, их таблицы переключений и осциллограммы входных и выходных сигналов.

4. Вопросы и задания для самопроверки

1. Какие триггеры используются в качестве собственно триггеров ?

2. По каким признакам классифицируются триггеры ?

3. Назовите режимы работы асинхронного RS-триггера с прямыми входами для каждой комбинации входных сигналов. При ответе используйте термины: "установка в единичное состояние "установка в нулевое состояние", "хранение", "запрещенное состояние".

4. Назовите режимы работы стробируемого RS-триггера с прямыми входами для каждой комбинации входных сигналов. При ответе используйте термины: "установка в единичное состояние", "установка в нулевое состояние", "хранение", "запрещенное состояние".

5. Объясните работу стробируемого триггера с двухступенчатой записью информации

6. Объясните, почему JК—триггер К155ТВ1 может изменять свое состояние (переключаться) даже в том случае, когда J и К входы блокированы (J = K = 0).

7. Почему состояние, в которое переходит асинхронный RS-триггер с прямыми входами при подаче на его входы напряжения высокого уровня, называется неопределенным ?

8. Укажите функциональные возможности JК-триггеров.

Лабораторная работа № 5

РЕГИСТРЫ, СЧЕТЧИКИ И ДЕЛИТЕЛИ ЧАСТОТЫ

Используемые модули: №№ 13М, 14М, 15М, 19, 27-2шт.

Сведения из теории

1.1. Регистры

Регистрами называются устройства, выполненные на триггерах того или иного типа и предназначенные для приема, хранения и передачи информации. Информация в регистре хранится в виде двоичного числа, представленного комбинацией 0 и 1. Количество триггеров определяет разрядность хранимых чисел, причем каждому триггеру ставится в соответствие свой весовой коэффициент (вес), т.е. разряд регистра.

Прием (занесение) информации в регистр называется операцией записи или просто запись. Передача (считывание) информации из регистра в другие устройства называется операцией считывания или просто считыванием. В некоторых случаях перед занесением информации в регистр требуется предварительная установка всех его разрядов в начальное, как правила, нулевое состояние. Такая операция называется очисткой регистра.

И запись, и считывание информации могут выполняться параллельно или последовательно. При параллельной записи (параллельном считывании) все разряды записываемого (считываемого) кода фиксируются на триггерах (считываются с триггеров) одновременно. При последовательной записи и считывании код записывается или считывается последовательно во времени разряд за разрядом. В связи с этим регистры делятся на следующие виды:

- параллельные, в которых и запись, и считывание выполняются параллельно;

- последовательные (сдвигающие), в которых информация записывается и считывается последовательно;

- параллельно-последовательные, в которых информация записывается параллельно, а считывается последовательно;

- последовательно-параллельные, в которых информация записывается последовательно, а считывается параллельно;

Последние два вида регистров используются соответственно для преобразования параллельного кода числа в последовательный и последовательного в параллельный.

Сдвиг информации в последовательных или параллельно-последовательных регистрах в зависимости от их схемного решения может осуществляться либо влево, либо вправо, либо в обоих направлениях в зависимости от значения специального управляющего сигнала. Последний вид регистра носит название реверсивного.

В зависимости от числа каналов, по которым информация поступает на входы параллельного или параллельно-последовательного регистров, различают парафазные и однофазные регистры. В парафазный регистр информация поступает по двум каналам (прямому и инверсному), в однофазный — только по одному (прямому или инверсному). Парафазные регистры выполняются обычно на стробируемых RS-триггерах, однофазные - на D-триггерах.

Структурная схема однофазного трехразрядного параллельного регистра приведена на рис. 1.

Рис. 1 Однофазный параллельный регистр

Установка триггеров в состояния, соответствующие информации на входах, осуществляется сигналом записи, подаваемым на вход С. Вход R - вход очистки (предварительной установки разрядов регистра в нулевое состояние). Отметим, что в параллельных регистрах наличие входа очистки не обязательно, поскольку в любом случае информация в регистр будет записана правильно. Если же триггеры регистра имеют входы очистки, то при использовании регистра необходимо следить за тем, чтобы сигнал на этом входе имел значение, которое не препятствует записи информации. Так, в схеме на рис.1 во время записи на входе R должен быть 0. Вход С1 предназначен для считывания информации. Отметим, что проводить одновременно запись и считывание нельзя, т.е. сигналы записи и считывания должны быть разнесены во времени.

Регистр, схема которого приведена на рис.1, является функционально законченным регистром, т.е. такой регистр принимает, хранит и передает информацию.

Часто информация с одного регистра передается в другой регистр. В связи с этим в интегральной схемотехнике комбинационные схемы, служащие для параллельного считывания информации из регистра, в состав регистра не включают, поскольку информация будет считываться из одного регистра и заноситься в другой по сигналу записи последнего. Параллельный регистр без схем считывания способен принимать и хранить информацию. Его часто называют регистром хранения (памяти). Условное обозначение такого регистра приведено на рис.2.

Рис.2. Условное обозначение однофазного параллельного регистра

Последовательные регистры представляют собой цепочку синхронных триггеров, выход каждого из которых соединен с информационным входом последующего.

Структурная схема последовательного трехразрядного регистра на D-триггерах и его условное обозначение приведены на рис. 3.

Рис. 3. Последовательный сдвигающий регистр

Вход С служит для подачи как сигналов записи, так и сигналов считывания. При этом частота поступления информационных сигналов должна совпадать с частотой сигналов на входе С.

Отметим, что последовательные регистры часто используются для выполнения операций умножения и деления чисел, поэтому наличие входа очистки в них обязательно.

Последовательно—параллельный регистр легко реализуется на базе последовательного, если сделать выводы с каждого разряда регистра (пунктирные линии на рис. 3) и дополнить его схемой считывания.