Триггеры. Представление сигналов

Министерство Образования Российской Федерации

Хабаровский Государственный Технический Университет

Кафедра

 Вычислительные машины,

                                                                              комплексы и сети

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.

“Триггеры(Triggers)”.

                                                                                                 Выполнил:

                                                                                                                ст.гр. ПМ-11

                                                                                                              Репин А. А.

                                                                                                Проверил:

                                                                                                                Шоберг А. Г.

Хабаровск, 2004 г.

Представление сигналов

Необходимо каким–то образом передавать логические «0» и «1».

Первым был вариант двух полярного представления (КМОП):

Недостаток: необходимость использования двух типов проводников (с дырочной и электронной проводимостью).Перешли к использованию одного носителя (электрона или дырки):

МОП(MOS – Metal Oxide Semiconductor) – структура металл-окись-полупроводник, основана на использовании полевых транзисторов в структуре кристалла.

Рассмотрим стандартный сигнал:

Логическим «1» и «0» соответствуют различные напряжения. Уровень логического нуля является напряжение 0В(уровень физического нуля), а уровень логической единицы 1,5 В для одной схемы, и 15В для другой схемы.

Комплементарно Окислитель Проводник (КОП):          “1” – 1.5  ¸ 15В

“0” – 0В

Транзисторно-Транзисторная Логика (ТТЛ):      “1” – 5В

“0” – 0В

Эммитерно Связанная Логика (ЭСЛ):      “1” – 0В

“0” – -5.2В

Логические модули:

“Умножение(AND)”:

X1	X2	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

“Сложение(OR)”:

                                                

X1	X2	Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

“Инвертор(Not)”:

                                                

X	not X
0	1
1	0

“Отрицание сложение(XOR)”:

                                                   

X1	X2	Y
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Триггер - устройство, обладающее двумя устойчивыми состояниями равновесия и способное переключаться из одного состояния в другое каждый раз, когда входной управляющий сигнал (импульс) превосходит определенный уровень, называемый порогом срабатывания.

Термин триггер происходит от английского слова trigger — защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает "хлопанье". Это название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить из одного электрического состояния в другое и наоборот. Поскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров. В настоящее время широкое распространение в импульсной и цифровой технике получили триггерные устройства, реализованные на основе импульсных схем И-НЕ и ИЛИ-НЕ.

В зависимости от способа записи информации триггеры разделяются на асинхронные и синхронные (тактируемые). В асинхронных триггерах запись информации производится в произвольные моменты времени, непосредственно при подаче сигнала на информационные входы триггеров. Синхронные триггеры имеют наряду с информационными входами дополнительный вход С, на который поступает тактовый сигнал, т.е. для переключения такого триггера требуется наличие сигналов на информационном входе и на дополнительном одновременно.
Схема асинхронного RS - триггера (реализованного на основе элементов И-НЕ):

Кроме RS-триггера широко используются Т-, D- и JK- триггеры.      Асинхронный Т-триггер - счетный триггер, т.к. он переключается каждый раз, когда на его входе появляется сигнал.

Треугольник на входе триггера направлен острием в правую сторону, это значит, что  триггер переключается при положительном перепаде входного сигнала. Если треугольник направлен острием в левую сторону, то триггер переключается при отрицательном перепаде входного сигнала.

D-триггер с задержкой, имеет 2 входа: D - информационный и С - тактовый. Он переключается в момент поступления очередного тактового импульса, если уровни сигналов на входе D и выходе Q различны.

JK- триггер является универсальным, т.к. не имеет запрещенных комбинаций входных сигналов.

Из таблицы состояний (а) видно, что для первых трех строк входы J и K играют роль входов S и R RS - триггера. Однако, когда J=K=1, то для RS-триггера - это запрещенная комбинация входных переменных, а в JK-триггере инвертируется предыдущее состояние. JK-триггер можно построить на базе двухступенчатого RS-триггера, как совокупность КУ и синхронного RS-триггера (б).

×  совмещенная таблица состояний JK и RS – триггеров

схема JK-триггера                                       обозначение JK-триггера на функциональных схемах

Программа LogicWorks

Logic Works - диалоговый инструмент, предназначенный для того, чтобы разобраться с «цифровой» логикой. Logic Works объединяет элементарные устройства в электрическую схему, а также проверяет правильность ее работы, что позволяет быстро и удобно с ней разобраться. Logic Works включает многоуровневый схематический редактор вместе с уникальным цифровым тренажером, так что любые сделанные изменения немедленно будут отражены на экране.

Logic Works позволяет:

·  Автоматически обнаружить линии связи сигнала

·  Разместить собственные примечания в диаграмме

·  Создать собственные устройства, и настроить их работу, используя любые