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

Для проведения исследований выполнить следующую последовательность действий:

4.1. На рабочем поле программы Electronics Workbench v. 5.12 собрать схему статического синхронного триггера, реализованного на четырех логических элементах 2И-НЕ (см. рис. 6.4).

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

Рис. 6.4. Схема установки для исследования статического синхронного триггера

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.

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

4.3. Зафиксировать и отметить на графиках рис. 6.5 логические уровни выходных сигналов и триггера при различных комбинациях логических сигналов на информационном входе и синхро­входе . 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. 6.5.

Рис. 6.5. Временные диаграммы работы статического синхронного триггера

4.4. Заполнить по результатам эксперимента таблицу истинности статического синхронного триггера (табл. 6.4). Для этого проанализировать полученные данные и дать ответы на следующие вопросы:

– при каких логических уровнях сигналов на входах статический синхронный триггер устанавливается в единичное состояние?

– при каких логических уровнях сигналов на входах статический синхронный триггер устанавливается в нулевое состояние?

– при каких логических уровнях входных сигналов статический синхронный триггер осуществляет сохранение своего состояния?

4.5. Завершить работу, закрыв программу Electronics Workbench не сохраняя файлов с результатами моделирования (File  Revert to  Saved… ОК).

Таблица 6.4

5. Провести исследования работы динамического триггера, реализованного на логических элементах 2И-НЕ.

Схема динамического триггера приведена на рис. 6.6. В ней имеется два синхронных триггера с прямыми входами. На элементах реализован ведущий триггер (master), а на элементах – ведомый (slave) триггер. Запись в ведущий триггер происходит по высокому логическому уровню сигнала на синхровходе (). В это время ведомый триггер сохраняет свое состояние вследствие закрытых ключей . При изменении сигнала на синхровходе на противоположное () ведущий триггер переходит в режим хранения, так закрываются ключи . В это же время, благодаря открытию ключей , происходит перезапись выходных сигналов ведущего триггера в ведомый. Последующее изменение уровня логического сигнала на синхровходе с нуля на единицу () переводит ведомый триггер в режим хранения, а ведущий – в режим записи.

Для проведения исследований выполнить следующую последовательность действий:

5.1. Из программы Electronics Workbench открыть файл «s_2d(2И-НЕ).ewb» со схемой установки для исследования динамического -триггера. Путь открытия файла: File à Open à в открывшемся окне «Open Circuit File» двойным щелчком левой клавиши мыши открыть папку «2102» à выбрать файл «s_2d(И-НЕ).ewb» à нажать кнопку «Открыть».

Рис. 6.6. Схема установки для исследования динамического триггера

5.2. Сохранить открытый файл под именем «№ компьютера_s_2d(И-НЕ).ewb» в папке «2102» (File  Save As… впечатать имя сохраняемого файла, например «W2_ s_2d(И-НЕ).ewb»  нажать кнопку «Сохранить» при помощи левой клавиши мыши.

5.3. Проверить соответствие открытой схемы в окне программы Electronics Workbench схеме установки на рис. 6.6. В случае отличий внести коррективы.

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

5.5. Зафиксировать и отметить на графиках рис. 6.7 логические уровни выходных сигналов Q и триггера при различных комбинациях логических сигналов на информационном D и синхровходе . Комбинации входных сигналов набирать при помощи ключей SB1 последовательно в соответствии с временными диаграммами на рис. 6.7.

Рис. 6.7. Временные диаграммы работы динамического триггера

5.6. Проанализировать полученные данные и дать ответы на следующие вопросы:

– при каких изменениях сигнала на синхровходе могут происходить изменения состояния динамического триггера?

– при каком логическом уровне сигнала на входе динамический триггер устанавливается в единичное состояние?

– при каком логическом уровне сигнала на входе динамический триггер устанавливается в нулевое состояние?

– при каких изменениях сигнала на синхровходе не могут происходить изменения состояния динамического триггера?

5.7. С учетом данных эксперимента и ответов на вопросы п. 5.6. заполнить таблицу истинности динамического триггера (табл. 6.5).

Таблица 6.5

6. Провести исследования работы триггера, реализованного на основе динамического триггера на логических элементах 2И‑НЕ.

Схема лабораторной установки приведена на рис. 6.8. Из нее видно, что -триггер представляет собой динамический триггер, охваченный цепью обратной связи (выход – вход ). Эта связь запаздывает из-за конечности времени распространения сигналов в логических элементах. Запаздывание принципиально необходимо для работы схемы.

Для проведения исследований выполнить следующую последовательность действий:

6.1. В установке для исследования динамического триггера (рис. 6.6) удалить переключатель и соединить вход с выходом .

6.2. Сохранить открытый файл под именем «№ компьютера_ t(2d(2И_НЕ)).ewb» в папке «2102» (File à Save As…à впечатать имя сохраняемого файла, например «W2_ t(2d(2И_НЕ)).ewb» à нажать кнопку «Сохранить» при помощи левой клавиши мыши.

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

6.4. Зафиксировать и отметить на графиках рис. 6.9 логические уровни выходных сигналов и триггера при различных уровнях сигнала на входе . Уровень входных сигналов задавать при помощи ключа последовательно в соответствии с временными диаграммами на рис. 6.9.

Рис. 6.8. Схема установки для исследования триггера на основе динамического триггера

Рис. 6.9. Временные диаграммы работы триггера

6.5. Проанализировать полученные данные и получить ответы на следующие вопросы:

– при каких условиях триггер устанавливается в единичное состояние?

– при каких условиях триггер устанавливается в нулевое состояние?

– при каких логических уровнях входного сигнала триггер осуществляет сохранение своего состояния?

6.6. С учетом данных эксперимента и ответов на вопросы п. 6.5. заполнить таблицу истинности триггера (табл. 6.6).