3 . Отчет

В отчет включите структурные схемы и условные обозначения синтезированных и изученных комбинационных схем, их таблицы истинности и осциллограммы входных и выходных сигналов.

4. Вопросы и задания для самопроверки

1. Перечислите основные типы дешифраторов.

2. Какой тип дешифраторов является наиболее быстродействующим?

3. Напишите структурные формулы, характеризующие работу сдвоенного дешифратора К155ИД4.

4. Почему мультиплексоры называют селекторами данных "1 из n"?

5. Покажите, как с помощью вентилей построить мультиплексор на 4 входа.

6. Напишите структурные формулы, характеризующие работу сдвоенного мультиплексора К153КП2.

7. Реализуйте на базе мультиплексора на восемь входов булеву функцию трех переменных, принимающую значение 1, когда, по крайней мере, две ее переменные равны 1.

Лабораторная работа № 4 триггеры

Используемые модули: №№ 13М, 14М, 15М, 18, 27

1. Сведения из теории

Важным классом логических схем цифровой электроники являются последовательностные схемы, состояния выходов которых определяются не только комбинацией входных сигналов в какой—то момент времени, а и комбинацией входных сигналов в предшествующий ему момент времени.

Если в комбинационных схемах исходной структурной ячейкой, на базе которой строятся эти схемы, являются логический элемент, например, "И—НЕ", то в последовательностных схемах роль такой структурной ячейки играет триггер. На базе триггеров могут быть созданы счетчики, регистры и другие устройства, служащие, для хранения и обработки информации.

1.1. Классификация триггеров

Триггер можно определить как логическое устройство, имеющее два устойчивых состояния (единичное и нулевое) и переключаемое из одного состояния в другое только под действием внешних сигналов. Таким образом, триггер осуществляет хранение одного бита двоичной информации: 0 или 1.

В общем случае триггер состоит из двух частей: собственно триггера (запоминающего элемента) и схемы управления. Схема управления преобразует поступающие на ее вход сигналы в сигналы, действующие непосредственно на входы собственно триггера, характеризующего состояние триггера в целом.

Обобщенная структурная схема триггера приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема триггера

Триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный . Одно из его устойчивых состояний характеризуется наличием на прямом выходе уровня логической единицы, а на инверсном – логического нуля. Это состояние принято называть единичным. Другое устойчивое состояние характеризуется наличием на прямом выходе уровня логического нуля, а на инверсном — логической единицы и называется нулевым.

Входы триггеров делятся на информационные и исполнительные. Сигналы на информационных входах однозначно определяют состояние, в которое перейдет триггер. Исполнительные входы разрешают поступление на триггер информационных сигналов.

Триггеры классифицируются по функциональному признаку и способу записи информации в триггер.

Функциональная классификация является наиболее общей и характеризует вид логического уравнения, определяющего правило работы триггера, т.е. связь между состояниями входов и выходов триггера в моменты времени до и после его срабатывания. По этой классификации триггеры характеризуются числом логических входов и их функциональным назначением и подразделяются на триггеры RS-, D-, T-, JK- и других типов.

Классификация по способу записи информации характеризует временную диаграмму работы триггера, т.е. определяет ход процесса записи информации в триггер. По этой классификации триггеры подразделяются на две группы: асинхронные (не синхронизируемые) и синхронные (синхронизируемые).

В свою очередь синхронные триггеры делятся на триггеры со статическим управлением записью (стробируемые), триггеры с динамическим управлением записью (динамические) и триггеры с двухступенчатой записью информации (двухступенчатые).

Стробируемые триггеры управляются уровнем синхроимпульса. Динамические триггеры реагируют либо на перепад напряжения синхроимпульса от 0 до 1 (прямой динамический вход), либо на перепад напряжения от 1 до 0 (инверсный динамический вход), т.е. сигналы, поступающие на динамический вход, воспринимаются только в те моменты времени, когда состояние сигналов, изменяется соответствующим образом. Двухступенчатые триггеры управляются как в момент нарастания, так и момент спада напряжения синхроимпульса.

Как и для любого цифрового устройства правило функционирования триггера может задаваться либо структурной формулой, либо, таблицей истинности, которая в данном случае называется таблицей переключений. В такой таблице указываются значения информационных и управляющих сигналов и состояния триггера (предыдущее и новое), которые соответственно обозначаются Q (t) и Q (t + 1).