Лабораторная работа № 7 Построение триггеров на интегральных логических элементах
1. Цель и задачи работы
Приобретение навыков построения логических схем на примере триггеров различных типов на базе интегральных логических элементов.
2. Теоретические сведения
Общие принципы построения триггеров на логических элементах.
Схема триггера содержит запоминающий элемент (собственно триггер) и устройство управления. Собственно триггер должен иметь два устойчивых состояния, соответствующих уровню напряжения на одном из выходов: или "0", или "1". Триггеры имеют два выхода, состояние которых всегда противоположно друг к другу. Схема собственно триггера строится на двух усилителях-ключах таким образом, чтобы открытый ключ обратной связью держал второй ключ закрытым. Сигналы, поступающие на информационные входы, должны опрокидывать схему в состояние, соответствующее логике функционирования данного типа триггера. В качестве ключей используются транзисторные инверторы, имеющие не менее двух входов. Один из входов предназначается для информационного сигнала, второй - для сигнала обратной связи. Роль ключа могут выполнять простейшие логические элементы с отрицанием: схема сборки И-НЕ, схема совпадения ИЛИ-НЕ.
В данной работе будут рассматриваться только элементы И-НЕ. Собственно триггер на элементах И-НЕ изображен на рис. 1. Схема собственно триггера по функциональному признаку является простейшей схемой асинхронного триггера RS -типа. Триггер на двух элементах И-НЕ имеет обратную логику, то есть установочным сигналом является не "1", а "0" (табл. 1). Для построения схем управления, а также, для перехода к обычной логике, неинверсной, используются два дополнительных логических элемента (рис. 2).
Если со схемы совпадения устройства управления убрать тактирующий вход "С", получим асинхронный RS- триггер с обычной логикой (табл. 2).
Рис.1
|
Рис.2
|
Таблица 1
Таблица переходов RS -триггера
с обратной логикой.
S |
R |
Qn+1 |
1 |
1 |
Qn |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
запрещенная комбинация
Таблица 2
Таблица переходов синхронного RS-триггера
S |
R |
C |
Qn+1 |
0 |
0 |
1 |
Qn |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
Триггеры JK-типа
Отличительная особенность триггеров JK -типа - при комбинации сигналов на информационных входах J = 1 и К = 1 они должны опрокидываться в противоположное состояние. Для этого необходимо, чтобы на схему управления подавалась информация об исходном состоянии. Задачу можно выполнить подачей cигнала на схемы совпадения устройства управления обратной связью с выходов Q и . Но необходимо соблюдать условие, чтобы смена сигналов обратной связи после опрокидывания триггера не вызывала дополнительное его срабатывание до окончания действия тактирующего импульса. Выполнить поcледнее условие можно одному из вариантов:
1) выполнив задержку передачи сигнала на схему управления о новом состоянии триггера до окончания действия тактирующего импульса;
2) заблокировав схему управления в момент опрокидывания триггера так, чтобы, несмотря на поступление на устройство управления сигналов о новом состоянии, опрокидывание триггера не могло произойти до следующей подачи тактирующего импульса.