Исследование работы последовательностных устройств (триггеров)
Цель работы: изучить работу триггеров.
Ход работы
Все логические схемы принято разбивать на два класса. К первому классу таких схем относятся комбинационные логические схемы, в которых используются логические элементы И, ИЛИ, НЕ. Второй класс логических схем – так называемые последовательностные схемы. К ним относятся времязадающие и запоминающие устройства.
Исходной структурной ячейкой, на основе которой строятся комбинационные логические схемы, является логический элемент (вентиль). В случае последовательностных логических схем роль такой структурной ячейки играет триггер. Соединяя триггеры друг с другом, моно получить счетчики, сдвиговые регистры и различные запоминающие устройства.
RS – триггер
Условное графическое обозначение RS – триггера показано на рисунке. RS – триггер имеет два входа S и R и два выхода Q и Q. В триггерах выходы всегда находятся в противоположных (комплементарных) состояниях. Другими словами, если на выходе Q мы имеем уровень логической 1 (Q=1), то на выходе Q будет уровень логического 0 (Q=0), и наоборот. Входы S и R рассматриваемого триггера называют соответственно входом установки 1 и входом установки 0.
Принцип работы RS триггера иллюстрирует его таблица истинности. При подаче на оба входа триггера уровня логического 0 (S=R=0) на обоих выходах устанавливается уровень логической 1 (Q=Q=1). Это запрещенное состояние триггера; оно не используется. Согласно второй строке таблицы истинности, при S=0 и R=1 на выходе Q триггера устанавливается уровень логической 1. В этом случае говорят, что триггер установлен в состояние 1. Согласно третьей строке, при R = 0 и S = 1 происходит сброс сигнала на выходе Q к уровню логического 0. Это значит, что триггер установлен в состояние 0. Четвертая строка таблица истинности соответствует S=R=1. В этом случае триггер находится в состоянии покоя: на выходе Q и Q сохраняются прежние комплементарные уровни сигнала. Это режим хранения.
Таблица истинности для RS триггера
Режим работы | Входы | Выходы | |||
S R | Q Q | Влияние на выход Q | |||
Запрещенное состояние | Запрещено- не используется | ||||
Установка 1 | Для установки Q в 1 | ||||
Установка 0 | Для установки Q в 0 | ||||
Хранение | Зависит от предыдущего состояния |
Из таблицы видно, что установку триггера в состояние 1 (установку 1 на выходе Q) инициирует логический 0 на входе S. Точно так же установку триггера в состояние 0 (установку 0 на выходе Q) инициирует логический 0 на входе R.
При описании работы последовательностных логических схем очень часто используют временные диаграммы сигналов. Эти диаграммы показывают уровни напряжения и временные интервалы между входными и выходными сигналами и соответствуют той картине, которую мы наблюдали бы на экране осциллографа. По горизонтали откладывается время, по вертикали – уровень напряжения. На рисунке приведены временные диаграммы для входов (S, R) и выходов (Q, Q) RS триггера. Внизу указаны номера соответствующих строк таблицы истинности. Временная диаграмма для выхода Q иллюстрирует режим установки триггера в состоянии 1 и 0; Логические уровни сигналов (1 и 0) указаны справа от диаграмм. Временные диаграммы фактически содержат туже информацию, что и таблица истинности.
Временные диаграммы сигналов для RS-триггера
RS триггер называют также RS – фиксатором, или триггером с раздельными входами.
Задания для самопроверки
1. Активным уровнем сигнала для входов RS – триггера изображенного на рисунке, является низкий уровень;
2. Импульс:
a- установка 0
b- хранение
c – установка 1
d - хранение
e – запрещенное состояние
f – установка 1.
3. Импульс:
а - 0
b – 0
c – 1
d - 1
e – 1
f – 1.
Вывод: В данной лабораторной работе я изучила принцип работы последовательностных устройств (триггеров).