Методические указания к лабораторным работам по курсу "Цифровые устройства и микропроцессоры", страница 13

2. Самостоятельно  составить логическую схему MUX 8-1 из MUX 2-1, начертить ее и протестировать. Сохранить схему как макромодель MUX81. То же самое проделать для логической схемы DMUX 1-8, составив ее из DMUX 1-2 и сохранив ее как макромодель DMUX18. 

3. Самостоятельно  реализовать на MUX 2-1 функции логического сложения,  умножения,  равнозначности и мажоритарную функцию от трех переменных (для справки см. лабораторную работу № 1).  Протестировать схемы с помощью логического преобразователя.

5. Содержание отчета

1.Цели работы.

2.Логические схемы, таблицы истинности и логические формулы мультиплексора 2-1 и демультиплексора 1-2; схема и результаты тестирования задания 1.

3. Логические схемы и формулы реализованных логических функций, результаты тестирования.

5. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Запишите логические формулы для мультиплексора 16-1 и демультиплексора 1-16.

2. Воспроизведите процедуры синтеза логических схем мультиплексоров и демультиплексоров на примере.

3. Нарисуйте схемы мультиплексора 16-1 и демультиплексора 1-16 составленные  из мультиплексоров и демультиплексоров меньшей размерности.

4. Реализуйте логическую  функцию трех переменных   на мультиплексорах 8-1 и 4-1.

6. Если в демультиплексоре  DMUX 1-4 на информационном входе установить 1, то получится дешифратор двухразрядного двоичного кода в четырехразрядный унитарный код. Составьте таблицу соответствия двоичных кодов чисел и унитарного кода.

Лабораторная работа  № 4

Триггеры и регистры

Цели работы. Ознакомление с принципами построения схем и изучение принципов работы основных типов триггеров и регистров. Исследование некоторых типов триггеров и регистров  в среде электронной лаборатории EWB.

1.  Базовые элементы памяти цифровых устройств — триггеры

Логические схемы подразделяются на два класса: комбинационные и  последовательностные. Комбинационные логические схемы называют схемами без памяти —  их реакция на входной сигнал не зависит от прошлых значений входных сигналов (см. работу №1).

Последовательностная  схема – это такая логическая схема, выходные сигналы которой  определяются не только текущими значениями входных сигналов, но зависят также от последовательности значений входных сигналов в прошлом. Эта зависимость от прошлого     определяется совокупностью логических переменных, называемых переменными состояния, чьи значения в любой момент времени определяют реакцию на входной сигнал. Объяснение работы последовательностной схемы, по сравнению с объяснением работы комбинационной схемы,  требует уточнения. Именно, функционирование последовательностной схемы определяется уже двумя таблицами истинности: таблицей переходов состояний и таблицей выходов. Объяснение работы последовательностных схем надо давать по следующему шаблону: при таком-то исходном состоянии и таком-то входном сигнале на выходе будет такой-то сигнал.

Переменные состояния имеют двоичные значения, соответствующие определенным логическим сигналам в схеме и по определению связаны с понятием "память". Какие основные функции выполняет память?  Здесь выделим  следующие функции: когда надо запомнить, сколько надо хранить и вовремя забыть. В цифровой технике объектами памяти являются нули и единицы. Вначале рассмотрим базовые элементы схем памяти – триггеры, которые выполняют функции памяти с одним битом информации.   

1.1. RS— триггеры.  Простейший элемент памяти может принимать одно из двух состояний – логическую единицу или логический нуль.  Это состояние может устанавливаться (Set)  и храниться до тех пор, пока не будет сброшено в новое состояние (Reset). Следовательно, элемент памяти должен содержать устройство, которое может находиться в двух состояниях и иметь два управляющих входа: Set (S) и Reset (R).