Материал: А27463 Дорошков А.В. Теория и компьюторное моделирование устройств электроники Учеб. пособие 2006

К числу динамических триггеров относится, исследуемый в настоящей лабораторной работе триггер. Его условное графическое изображение приведено на рис. 5.3. Закон функционирования триггера описывается табл. 5.3.

Изменение либо подтверждение состояния триггеров происходят по срезу синхроимпульса (это показывает косая черта на синхровходе и знак «» в таблице истинности).

В триггере, по сравнению с синхронным триггером, устранена неопределенность состояния при подаче на его информационные входы (и ) активных уровней сигнала (сравните последние строки табл. 5.2 и 5.3). триггер в этой ситуации инвертирует свое выходное состояние по каждому фронту сигнала (в данном случае по спадающему) на синхровходе . Таким образом, он работает как счетный триггер.

триггер называют универсальным, поскольку путем коммутации выводов его можно превратить в любой другой тип триггера: , или .

Рис. 5.3. УГО триггера

Таблица. 5.3

Модельный эксперимент

Цель работы

1. Приобрести навыки моделирования и экспериментального исследования с помощью пакета программ Electronics Workbench:

1.1. Асинхронного триггера с инверсными входами на базовых логических элементах 2И-НЕ логики.

1.2. Статического синхронного триггера с прямыми входами на базовых логических элементах 2И-НЕ логики.

1.3. триггера на базовых логических элементах И-НЕ логики.

2. Закрепить теоретические знания, полученные на лекциях и самостоятельных занятиях.

Программное обеспечение, приборы и элементы

1. Пакет моделирующих программ Electronics Workbench v.5.12, работающих в среде операционной системы Windows 98, Windows XP или Windows 2000. Путь запуска программы Electronics Workbench: рабочий стол Windows  папка «Учебный процесс» ярлык .

2. Файл s_2jk(И-НЕ).ewb со схемой установки для исследования - триггера.

3. Файл RS+JK.ewb с набором приборов и элементов для выполнения лабораторной работы «Исследование и триггеров».

4. Двухвходовые и трехвходовые логические элементы 2И-НЕ и 3И-НЕ TTL-логики типа TTL и TTL*. Путь выбора: группа логических компонентов Logic Gates  2-Input NAND Gate Library «Dor1»  models «TTL» и «TTL*».

5. Источник питания «логическая единица» +Vcc, выдающий напряжение +5В. Путь выбора: группа компонентов источников Sources  +Vcc Voltage Source).

6. Переключатели, управляемые назначенными клавишами. Путь выбора: группа базовых компонентов Basic  Switch.

7. Логические пробники с напряжением срабатывания 2,4 В, что соответствует минимальному значению сигнала логической единицы цифровых интегральных микросхем TTL-логики. Путь выбора: группа компонентов индикаторные приборы Indicators Red Probe .

8. Заземление. Путь выбора: группа компонентов источников Sources à Ground.

Программа работы

1. Изучить подлежащие исследованиям схемы триггеров лабораторной установки.

2. Ознакомиться с типами и моделями элементов, применяемых в схемах триггеров, уяснить пути их выбора и задания параметров.

3. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование асинхронного -триггера с инверсными входами, реализованного на двух логических элементах 2И-НЕ.

4. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование статического синхронного триггера с прямыми входами, реализованного на четырех логических элементах 2И-НЕ.

5. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему и произвести исследование триггера, реализованного на семи логических элементах 2И-НЕ и двух элементах 3И-НЕ.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с методическими указаниями по выполнению работы и правилами техники безопасности.

2. Расписаться в журнале по технике безопасности и получить разрешение на проведение лабораторной работы.

3. Запустить программу Electronics Workbench щелчком мыши по ее ярлыку, находящемуся на рабочем столе компьютера в папке «Учебный процесс».

4. На рабочем поле программы Electronics Workbench v.5.12 собрать схему лабораторной установки для исследования асинхронного -триггера с инверсными входами, реализованного на двух логических элементах 2И-НЕ (рис. 5.4).

Модели логических элементов (в соответствии со схемой TTL или TTL*) выбрать из библиотеки Dor1 во вкладке Models их свойств (2-Input NAND Gate Properties).

Задать управляющие клавиши для ключей SB1 и SB2. Для этого поочерёдно войти в их диалоговые окна Switch Properties и в окошке Key вкладки Value задать управляющие клавиши для ключа SB1 и для ключа SB2. Теперь клавишами и можно замыкать и размыкать соответствующие им ключи.

Рис. 5.4. Схема установки для исследования асинхронного -триггера с инверсными входами

5. Провести исследования работы асинхронного триггера с инверсными входами, реализованного на двух логических элементах 2И-НЕ (рис. 5.4).

5.1. Включить лабораторную установку, используя переключатель в правом верхнем углу окна программы Electronics Workbench v.5.12.

5.2. Зафиксировать и отметить на графиках рис. 5.5 логические уровни выходных сигналов и триггера при различных комбинациях логических сигналов на входах установки и сброса . Красный цвет индикаторов соответствует высокому уровню напряжения (+5В – уровень логической единицы), а белый – низкому (0В – логический ноль). Комбинации входных сигналов набирать при помощи ключей SB1 и SB2 последовательно в соответствии с временными диаграммами на рис. 5.5.

5.3. Заполнить по результатам эксперимента таблицу истинности асинхронного триггера с инверсными входами (табл. 5.4). Для этого проанализировать временные диаграммы и получить ответы на следующие вопросы:

– при каких логических уровнях информационных сигналов асинхронный триггер с инверсными входами устанавливается в единичное состояние?

– при каких логических уровнях информационных сигналов асинхронный триггер с инверсными входами устанавливается в нулевое состояние?

Рис. 5.5. Временные диаграммы работы асинхронного -триггера с инверсными входами