МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Вычислительной Техники

отчет

по лабораторной работе №4

по дисциплине «Узлы и устройства средств вычислительной техники»

Тема: Триггерные устройства

(вариант 1)

Студентки гр.6305		Кинзябаева Г.И. Тарасова А.А.
Преподаватель		Буренёва О.И.

Санкт-Петербург

2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ 3

ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ 3

ХОД РАБОТЫ 4

1. D-ТРИГГЕР 4

2.RS-ТРИГГЕР 5

3. JK-ТРИГГЕР 7

ВЫВОД 8

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

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

ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ

1. Исследовать D-триггера: одноступенчатый со статическим (DLATCH) и с динамическим (DFF) управлением. Разработать комбинационную схему, обеспечивающую формирование сигналов в соответствии с временными диаграммами, приведенными на рис.1. Проверить работу на макетной плате, предварительно добавив в схему счетчик, понижающий частоту тактового сигнала. Разрядность счетчика определить, исходя из частоты генератора, установленного на макете.

Рисунок 1

2. Исследовать RS-триггер (SRFF). Подготовить временную диаграмму на 16 тактов, демонстрирующую особенности его работы. Входные сигналы должны быть такими, чтобы исследовать режимы как синхронного приема по информационным входам, так и асинхронного переключения по входам CLRN и PRN. Разработать комбинационную схему, обеспечивающую формирование сигналов в соответствии с подготовленной временной диаграммой.

3. Исследовать JK-триггер (JKFF). Реализовать временные диаграммы, приведенные на рис.2 (вариант 7).

Рисунок 2

ХОД РАБОТЫ

1. D-ТРИГГЕР

Спроектированная комбинационная схема, обеспечивающая формирование сигналов в соответствии с временной диаграммы для D-триггера с статическим и динамическим управлениям представлена на рисунке 3. Видим, что необходимый синхросигнал и сигнал D реализован с помощью двоичного четырехразрядного счетчика и мультиплексоров.

Реализация обоих триггеров в системе Quartus II представлена на рисунке 4.

Рисунок 4

Выполним функциональное (рис.5) моделирование проекта. Таким образом, с помощью полученной временной диаграммы мы можем наблюдать работу D триггера с динамическим и статическим управлением.

Рисунок 5

Как видно, триггеры работают именно так, как задумано: статический запоминает информацию при единичном синхронизирующем сигнале (то есть по уровню), динамический запоминает информацию по переднему фронту сигнала C и хранит бит информации до следующего импульса.

2.RS-ТРИГГЕР

Самостоятельно составим временную диаграмму на 16 тактов для моделирования работы RS-триггера. Временная диаграмма представлена на рисунке 6. Спроектированная комбинационная схема, обеспечивающая формирование сигналов в соответствии с полученной временной диаграммой для RS-триггера представлена на рисунке 7.

Для реализации спроектированной схемы в Quartus II используем примитив SPFF, где предусматриваем асинхронные входы сброса и предустановки CLRN и PRN. Реализация в системе Quartus II представлена на рисунке 8.

Рисунок 8

Полученная функциональная диаграмма (рис.10).

Рисунок 10

В момент времени, определяемый сигналом синхронизации (по переднему фронту), триггер или сбрасывает в ноль по сигналу R или записывает единицу по сигналу R и хранит информацию при комбинации 00 до следующего импульса синхросигнала.

Полученная временная диаграмма (рис.11)

Рисунок 11

Заметим, что при возникновении одновременных рисков на сигналах R и S возникает неопределенное состояние.

3. JK-ТРИГГЕР

Спроектированная комбинационная схема, обеспечивающая формирование сигналов в соответствии с временной диаграммы для JK-триггера представлена на рисунке 12.

Для реализации спроектированной схемы в Quartus II используем примитив JKFF, где предусматриваем асинхронные входы сброса и предустановки CLRN и PRN. Реализация в системе Quartus II представлена на рисунке13.

Рисунок 13

Результаты функционального моделирования JK-триггера (рис.14)

Рисунок 14

Отличие работы JK-триггера от RS-триггера то, что при комбинации J=1 и K=1, при подаче импульса на вход C этот триггер изменяет своё состояние на противоположное.

Результаты временного моделирования JK-триггера (рис.15)

ВЫВОД

В ходе выполнения лабораторной работы были исследованы особенности функционирования основных типов триггерных устройств: одноступенчатых D-триггеров со статическим и динамическим управлением, RS-триггера, JK-триггера с динамическим управлением.