- •Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике
- •Теоретическая часть
- •Триггер
- •Регистры
- •Дешифраторы
- •Цифровые системы
- •Микропроцессор
- •Лабораторная работа №1 Асинхронные rs-триггеры
- •Лабораторная работа №2 Синхронные rs-триггеры
- •Тестовые материалы Дидактическая единица гос «Основы электроники и электрические измерения Тема. Цифровая электроника и микропроцессорные средства
- •Литература
- •Теоретическая часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
- •Асинхронные rs-триггеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
- •Синхронные rs-триггеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова»
Коротких В.М., Мещеряков Ю.Г., Халина Т.М.
Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике
(цифровая электроника – триггеры, счётчики, дешифраторы, микропроцессорные системы)
Барнаул - 2010
УДК 621.3
Коротких В.М., Мещеряков Ю.Г., Халина Т.М. Учебно-методические материалы к лабораторным работам по электротехнике и электронике (цифровая электроника – триггеры, счётчики, дешифраторы, микропроцессорные системы)./ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010.- 35 с.
В работе представлены учебно-методические материалы для выполнения лабораторных работ связанных с изучением характеристик, принципов действия асинхронных и синхронных триггеров, в том числе на логических элементах, а также краткий справочный материал по цифровым и микропроцессорным системам и тестовые задания контроля знаний.
Методические указания предназначены для студентов неэлектротехнических специальностей.
Рассмотрены и одобрены на заседании
кафедры общей электротехники
Протокол № 5 от 29.01.2 010 г.
Рецензент: Заведующий кафедрой электрификации и автоматизации сельского хозяйства Алтайского государственного аграрного университета, доктор техн. наук, профессор А.А. Багаев
Теоретическая часть
Цифровая форма представления сигнала позволяет использовать для анализа цифровых устройств соответствующий математический аппарат - алгебру логики, которая изучает связь между переменными, принимающими только два значения - 0 или 1.
Основу функциональных узлов цифровых устройств составляют логические элементы. Они выполняют простейшие (элементарные) логические операции над цифровой информацией. Преобразование цифровой информации в двоичном коде включает в себя три элементарные операции:
логическое сложение (дизъюнкция, операция ИЛИ), обозначается знаком +:
y = x1 + x2 + x3 +...+ xn;
логическое умножение (конъюнкция, операция И) обозначается знаком или написанием переменных рядом без знаков разделения:
y = x1 x2 x3 ... xn;
логическое отрицание (инверсия, операция НЕ), обозначается чертой над переменной:
y = .
Логика функциональной связи задается таблицей истинности (таблицы 1-3 для элементов ИЛИ, И, НЕ).
Рис.1. Логические элементы ИЛИ, И, НЕ
Элемент ИЛИ - НЕ реализует логическую операцию
Рис.2. Логический двухвходовый элемент ИЛИ-НЕ и таблица истинности
Элемент И - НЕ реализует логическую операцию .
Рис.3. Логический двухвходовый элемент И-НЕ и таблица истинности
Логические элементы в интегральном исполнении, представляющие комбинацию ранее рассмотренных элементов и позволяющие осуществлять более сложные логические операции.
Рис.4. Логический элемент 2И - ИЛИ - НЕ, реализующий функцию
Триггер
Триггером называют логическую схему с положительной обратной связью, имеющую два устойчивых состояния. Одно из этих состояний принимается за логическую единицу и называется единичным. Другое состояние принимается за логический нуль и называется нулевым.
Рис.5. Асинхронный RS – триггер, его структура на логических элементах ИЛИ-НЕ, условное обозначение и таблица истинности
Рис.6. Синхронный RS – триггер
Рис.7. Диаграмма состояний синхронного RS – триггера
Т - триггер применяется в счетчиках импульсов, поэтому его называют счетным триггером.
Характеристическое уравнение Т - триггера имеет вид: .
Каждый очередной входной сигнал (импульс) Т = 1 меняет состояние триггера на противоположное, а нулевой (Т = 0) оставляет его без изменения.
Рис.8. Счётный триггер и его таблица состояний
Рис.9. Временная диаграмма работы Т - триггера и его условное обозначение
D - триггер - это элемент памяти с одним информационным (управляющим) входом, предназначенный для запоминания логических сигналов.
Рис.10. Условное обозначение D- триггера и таблица состояний
Рис.11. Условное обозначение JK – триггера
На основе JK - триггера могут быть получены: RS - триггер, T - триггер, D - триггер, в связи с чем JK - триггер называют универсальным.