Лабы / Узлы Лаба 4

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ВТ

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Узлы и устройства средств вычислительной техники»

Тема: ТРИГГЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА

Вариант 12

Студенты гр. 6306 Мальцева В.А.

Солдатенков А.А.

Преподаватель Бондаренко П.Н.

Санкт-Петербург

2019

Цель работы

Исследовать особенности функционирования основных типов триггерных устройств: одноступенчатых D-триггеров со статическим и динамическим управлением, RS-триггера, JK-триггера с динамическим управлением, Т-триггера.

Часть 1. Исследование D-триггера

На рис. 1 изображена временная диаграмма для исследования D-триггера.

Рис. 1. Временная диаграмма для исследования D-триггера.

На рис. 2 приведена схема комбинационного узла, обеспечивающая формирование сигнала в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 1.

Рис. 2. Схема комбинационного узла для исследования D-триггеров со статическим и динамическим управлением (DLATCH и DFF), обеспечивающая формирование сигнала в соответствии с временной диаграммой

1.1 Одноступенчатый D-триггер со статическим управлением

Построим соответствующую схему в системе Quartus II. Комбинационная схема, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 3.

Рис. 3. Комбинационная схема для исследования D-триггера со статическим управлением в системе Quartus II.

На рисунке 4 приведены результаты функционального моделирования.

Рис. 4. Результаты функционального моделирования при исследования D-триггера со статическим управлением

В ходе лабораторной работы мы назначили выходы и входы соответствующим контактам, после чего загрузили модель с помощью Quartus II на заранее подготовленную плату. Убедились в правильности выполненной работы, а также пронаблюдали работу триггера с помощью осциллографа. На рисунке 5 приведена осциллограмма работы D-триггера со статическим управлением, где синим цветом обозначен сигнал С, а желтым-сигнал D.

Рис. 5. Осциллограмма работы D-триггера со статическим управлением.

1.2 Одноступенчатый D-триггер с динамическим управлением

Построим соответствующую схему в системе Quartus II. Комбинационная схема, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 6.

Рис. 6. Комбинационная схема для исследования D-триггера с динамическим управлением в системе Quartus II.

На рисунке 7 приведены результаты функционального моделирования.

Рис. 7. Результаты функционального моделирования при исследования D-триггера с динамическим управлением

Если рассмотреть результаты функционального моделирования D-триггера с статическим и динамическим управлением, то можно заметить, что при широком сигнале С в триггере с статическом управлением идет не корректная работа. Эта проблема решается в динамическом триггере.

В ходе лабораторной работы мы назначили выходы и входы соответствующим контактам, после чего загрузили модель с помощью Quartus II на заранее подготовленную плату. Убедились в правильности выполненной работы, а также пронаблюдали работу триггера с помощью осциллографа. На рисунке 8 приведена осциллограмма работы D-триггера с динамическим управлением, где синим цветом обозначен сигнал С, а желтым-сигнал D.

Рис. 8. Осциллограмма работы D-триггера с динамическим управлением.

Часть 2. Исследование RS-триггера.

На рис. 9 приведена схема комбинационного узла для исследования RS-триггера.

Рис. 9. Схема комбинационного узла для исследования RS-триггера

Комбинационная схема для исследования RS-триггера, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 10.

Рис. 10. Комбинационная схема для исследования RS-триггера в системе Quartus II.

Функциональное моделирование работы RS-триггера представлено на рис. 11

Рис. 11. Результаты функционального моделирования при исследования RS-триггера

Моделирование показало, что RS-триггер работает корректно.

Часть 3. Исследование JK-триггера.

На рис. 12 изображена временная диаграмма для исследования JK-триггера.

Рис. 12. Временная диаграмма для исследования JK-триггера.

На рис. 13 приведена схема комбинационного узла, обеспечивающая формирование сигнала в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 12.

Рис. 13. Схема комбинационного узла для исследования JK-триггера, обеспечивающая формирование сигнала в соответствии с временной диаграммой

Построим соответствующую схему в системе Quartus II. Комбинационная схема, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 14.

Рис. 14. Комбинационная схема для исследования JK-триггера в системе Quartus II.

На рисунке 15 приведены результаты функционального моделирования.

Рис. 15. Результаты функционального моделирования при исследования JK-триггера

Моделирование показало, что JK-триггер работает корректно.

Часть 4. Исследование Т-триггера.

На рис. 16 приведена схема комбинационного узла асинхронных Т-триггеров на базе одноступенчатого D-триггера со статическим управлением и D-триггера с динамическим управлением.

Рис. 16 Функциональная схема Т-триггеров на основе D-триггеров со статическим и динамическим управлением

Комбинационная схема для исследования Т-триггеров, представленная графическим файлом проекта Quartus II, приведена на рис. 17.

Рис. 17. Комбинационная схема для исследования Т-триггера в системе Quartus II.

Функциональное моделирование работы Т-триггеров представлено на рис. 18

Рис. 18. Функциональное моделирование Т-триггеров на базе одноступенчатого D-триггера со статическим управлением (T_ODL) и D-триггера с динамическим управлением (T_ODF)

Моделирование показало, что триггер с использованием статического управления не работает, так как для его работы требуется другой предустановленный сигнал, равный нулю.

В ходе лабораторной работы мы назначили выходы и входы соответствующим контактам, после чего загрузили модель с помощью Quartus II на заранее подготовленную плату. Убедились в правильности выполненной работы, а также пронаблюдали работу триггеров с помощью осциллографа. На рисунках 19-22 приведены осциллограммы работы Т-триггеров на базе одноступенчатого D-триггера со статическим управлением (T_ODL) и D-триггера с динамическим управлением (T_ODF).

Рис. 19. Сигнал Т триггера Т-ODF

Рис. 20. Сигнал С триггера Т-ODF

Рис. 21. Сигнал С триггера Т-ODL

Рис. 22. Сигнал Т триггера Т-ODL

Выводы по работе

В процессе выполнения лабораторной работы мы исследовали особенности функционирования основных типов триггерных устройств: одноступенчатых D-триггеров со статическим и динамическим управлением, RS-триггера,JK-триггера с динамическим управлением, Т-триггера в среде Quartus II. Загрузили проекты на плату, убедившись в правильности решения и пробналюдав работу триггеров на осциллограмме.