Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“петербургский государственный университет путей сообщения
министерства путей сообщения Российской Федерации”
Методические указания для выполнения лабораторной работы
2003
Цель работы – изучение принципа действия JK-триггера, а также схем делителей частоты следования импульсов, реализованных на базе JK-триггеров. Лабораторная работа выполняется при помощи пакета программ Workbench EDA 5.0
JK-триггер является универсальным типом триггера, способным работать в режимах RS-, T- и D-триггера. JK-триггер имеет два информационных входа и вход подачи тактовых импульсов. Вход J («jump» - скачок) устанавливает триггер в состояние логической единицы, а вход K («keep» - сохранять) - сбрасывает триггер в 0. При комбинациях J=K=0; J=1, K=0 и J=0, K=1 триггер работает как RST-триггер, причем вход J эквивалентен входу S, а вход K – входу R. Но в отличие от RS-триггера комбинация J=K=1 не является запрещенной, а приводит к переходу триггера в инверсное состояние.
Структурно JK-триггер состоит из двух последовательно соединенных RST-триггеров, связанных обратной связью: так называемой, ведущей части (D1, D2, D3, D4), ведомой части (D5, D6, D7, D8) и инвертора (D9). При поступлении на вход триггера тактового импульса (перепад 0/1) срабатывает и изменяет свое состояние согласно входной комбинации J и K ведущая часть, в то время как на ведомой части тактовый импульс отсутствует, следовательно, на выходе ведомой части состояние не изменяется. По окончании тактового импульса (перепад 1/0) состояние ведущей части переписывается в ведомую.
Таким образом, входная комбинация JK-триггера, определяющая состояние на выходе триггера, фиксируется по переднему фронту тактового импульса (перепад 0/1), а изменение выходного состояние происходит по заднему фронту тактового импульса.
Необходимость такой работы триггера вызвана тем, что
входное состояние триггера определяется не только значениями J
и K, но и предыдущим состоянием триггера 
. Если бы перезапись информации из
ведущей части в ведомую происходила сразу по поступлении тактового импульса,
то новое выходное состояние триггера по цепям обратной связи поступало бы на
вход и при продолжающемся действии тактового импульса был бы возможен повторный
переброс триггера.
Схема реализации JK-триггера приведена на рис.1 Временные диаграммы, поясняющие работу RS-триггера, и таблица состояний JK-триггера представлены на рис.2.
Рис.1. Схема JK-триггера
|
|
|
Рис.2. Временная диаграмма работы и таблица состояний JK-триггера.
На базе логических элементов могут быть реализованы схемы, позволяющие изменять частоту следования тактовых импульсов, без использования времязадающих RC-цепочек. На JK-триггерах могут быть построены делители частоты следования импульсов на четное и нечетное число раз. Простейшими являются делители на 3 и на 4. Схема делителя частоты следования импульсов на 3 и временные диаграммы, поясняющие работу делителя, приведена на рис.3 и рис.4.
Рис.3. Схема делителя на 3, реализованная на JK-триггерах.
Рис.4. Временная диаграмма работы делителя на 3.
Схема делителя на 4 представлена на рис.5. Триггер Т1 производит деление на 2, соответственно, Т2 – на 4. Дополнительные логические элементы D3¸D6 позволяют варьировать длительность выходных импульсов. Так, на выходе элемента D6 длительность импульса будет идентична длительности входного тактового сигнала, притом, что частота следования уменьшиться вчетверо относительно входной последовательности.
Рис.5. Схема делителя на 4, реализованная на JK-триггерах.
Рис.6. Временная диаграмма работы делителя на 4.
Лабораторная работа выполняется при помощи пакета программ Workbench EDA 5.0. В процессе выполнения лабораторной работы необходимо заполнить таблицу истинности для JK-триггера и изучить работу делителей частоты следования импульсов на 3 и 4. Исследуемые схемы отображаются в окне графического редактора при загрузке соответствующих файлов.
Для заполнения таблицы истинности JK-триггера:
Загрузить файл, содержащий схему триггера.
После запуска процесса моделирования необходимо установить на
выходе Q триггера состояние, указанное в столбце
.
Состояния на входах и выходах определяются по состоянию соответствующих светодиодов: “красный” соответствует уровню логической единицы.
Далее с помощью ключей J, K и C, подключаемых либо к источнику питания (уровень логической единицы), либо к шине «земля» (уровень логического нуля), подать на входы триггера состояние, указанное для них в заполняемой строке таблицы истинности («Устанавливаемые значения»). Для тактовых импульсов перепад 1/0 соответствует переходу в состояние логического нуля, а перепад 0/1 – в логическую единицу.
Записать выходное состояние триггера после установки входной комбинации в графы «Наблюдаемые значения»: S1, R1, Q1, S2, R2, Q2.
При исследовании делителей частоты следования импульсов после загрузки соответствующих файлов необходимо запустить процесс моделирования и зарисовать осциллограммы на всех выходах исследуемой схемы.
4.1. Заполнение таблицы истинности для JKS-триггера.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
