Меню

Счетчик jk триггер workbench

Лабораторная работа №5 Исследование триггеров и счетчиков в программе Electronics Workbench

Цель работы: изучение структуры и алгоритмов работы синхронных и асинхронных триггеров; изучение принципов построения синхронных счетчиков.

Используемые приборы и оборудование в программе Electronics Workbench: двухвходовые логические элементы, RS-, JK- и D-триггеры; двухпозиционные переключатели, логические пробники, семисегментные индикаторы; источник сигнала «5 В», источник сигнала «0 В».

1. Краткие теоретические положения

Общие сведения. Триггерами называют класс электронных устройств, обладающих способностью сколь угодно долго находиться в одном из двух устойчивых состояний.

В отличие от комбинационных логических схем (КЛС), триггеры – это логические устройства с памятью. Это свойство обеспечивается наличием в них обратных связей. Выходные сигналы триггеров в общем случае зависят не только от текущих входных сигналов, но и предыдущих состояний триггера, а значит, и от предыдущих входных сигналов.

Триггеры могут быть синхронными и асинхронными. В зависимости от алгоритма работы триггеры могут иметь информационные, установочные и управляющие (тактовые) входы. Установочные входы устанавливают состояние триггера независимо от состояния других входов. Управляющие входы (входы синхронизации) управляют записью данных, подающихся на информационные входы.

Наиболее распространенными являются триггеры RS-, JK-, D- и T-типов.

RS-триггер – это один из простейших автоматов с памятью, который может находиться в одном из двух устойчивых состояний (0 или 1). Он имеет два установочных входа: S (Set – установить в 1) и R (Reset – сбросить в 0). Если подать на оба установочных входа нули, то триггер хранит предыдущее состояние. Каждое состояние устойчиво и поддерживается за счет обратных связей. Подача на оба информационных входа единиц запрещена. RS-триггер обычно выполняется с парафазными выходами на элементах И-НЕ или ИЛИ-НЕ. RS-триггер может асинхронным или синхронным.

Зависимость Q t +1 от Q t характеризует свойство запоминания предыдущего состояния. Граф на рис. 1 показывает эту зависимость для RS-триггера.

Рис. 1. Граф переходов RS-триггера Рис. 2. Граф переходов RS-триггера (другой вариант)

Этот граф показывает, что схема, которая находилась в состоянии Q=0, сохраняет это состояние при воздействии входных наборов R=0; S=0 и R=1; S=0. Если же на вход схемы, находящейся в состоянии Q=0 подействовать набором R=0; S=1, то она переходит в состояние Q=1 и сохраняет его под действием наборов R=0; S=0 и R=1; S=0. На рис. 2 этот граф перерисован более компактно: входные сигналы, которые могут принимать значения как 0, так и 1, обозначены как Х, а последовательность обозначения входных сигналов соответствует порядку R, S.

Триггер типа JK может быть выполнен только синхронным. Помимо информационных входов J и K он имеет тактирующий вход (или вход синхронизации) C. Также он может иметь асинхронхронные установочные входы Ra и Sa, которые имеют приоритет над входами J и K.

Читайте также:  Куда устанавливать код счетчика сайта

D-триггер также выполняется синхронным. Он имеет один информационный вход (D – Date), может иметь также асинхронные входы сброса в 0 и установки в 1.

Счетчиком называют схему, предназначенную для выполнения микроопераций счета и хранения слов. Если микрооперация счета выполняется в канонической двоичной системе счисления (с естественным порядком весов), то такой счетчик называется счетчиком с естественным порядком счета. Если микрооперация выполняется в неканонической системе, то такой счетчик называется счетчиком с произвольным порядком счета.

По способу реализации цепей переноса (заема) между разрядами счетчики подразделяются на следующие типы: с последовательным переносом; с параллельным переносом; с групповым переносом.

Источник



Электроника

учебно-справочное пособие

Electronics Workbench

Исследование триггеров
в программе Electronics Workbench

Подробнее о триггерах можно узнать здесь.

1. Исследование работы RS-триггера

  1. В программе Electronics Workbench cоберите модель для исследования RS-триггера (рис. 1).

Рис. 1 — Модель для исследования RS-триггера

1. Верхнее по схеме положение переключателей соответствует подаче логической «1», нижнее положение — логического «0».
2. Положение переключателей изменяется при нажатии на клавиатуре клавиш «R» (SA1) и .
3. Белый цвет индикаторов HL1-HL4 соответствует логическому «0», красный цвет — .

Свойства элементов схемы (рис. 2)

Наименование Обозначение
элемента
Вкладка Label
(Свойство:Значение)
Вкладка Value
(Свойство:Значение)
Индикатор HL1 Label: HL1
Индикатор HL2 Label: HL2
Индикатор HL3 Label: HL3
Индикатор HL4 Label: HL4
RS-триггер DD1 Label: DD1
Переключатель SA1 Label: SA1 Key: R
Переключатель SA2 Label: SA2 Key: S
  • Щелкните мышкой на кнопке в верхнем правом углу, чтобы включить схему.
  • Определите состояние индикаторов HL3-HL4, когда на оба входа поданы логические «0» и запишите результат в табл. 2 (строка 1) в рабочей тетради.

    Таблица состояний
    RS-триггера

    R (HL1) S (HL2) Q (HL3) Q (HL4)
    1
    2 0→1
    3 1→0
    4 0→1
    5 1→0
    6 1 1
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «S» , чтобы на вход S подать логическую «1».
  • Состояния индикаторов HL3-HL4 запишите в табл. 2 (строка 2) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «S» , чтобы на вход S подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL3-HL4 запишите в табл. 2 (строка 3) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «R» , чтобы на вход R подать логическую «1».
  • Состояния индикаторов HL3-HL4 запишите в табл. 2 (строка 4) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «R» , чтобы на вход R подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL3-HL4 запишите в табл. 2 (строка 5) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавиши с символом «R» и «S» , чтобы на оба входа подать логическую «1».
  • Состояния индикаторов HL3-HL4 запишите в табл. 2 (строка 6) в рабочей тетради.
  • Щелкните мышкой на кнопке в верхнем правом углу, чтобы выключить схему.
  • Читайте также:  Газовые счетчики для дома размеры

    2. Исследование работы логического элемента «ИЛИ»

    1. В программе Electronics Workbench cоберите модель для исследования JK-триггера ( рис. 2).

    Рис. 2 — Модель для исследования JK-триггера

    1. Верхнее по схеме положение переключателей соответствует подаче логической «1», нижнее положение — логического «0».
    2. Положение переключателей изменяется при нажатии на клавиатуре клавиш «J» (SA1), «K» (SA2) и .
    3. Белый цвет индикаторов HL1-HL5 соответствует логическому «0», красный цвет — .

    Свойства элементов схемы (рис. 2)

    Наименование Обозначение
    элемента
    Вкладка Label
    (Свойство:Значение)
    Вкладка Value
    (Свойство:Значение)
    Индикатор HL1 Label: HL1
    Индикатор HL2 Label: HL2
    Индикатор HL3 Label: HL3
    Индикатор HL4 Label: HL4
    Индикатор HL5 Label: HL5
    JK-триггер DD1 Label: DD1
    Переключатель SA1 Label: SA1 Key: J
    Переключатель SA2 Label: SA2 Key: K
    Переключатель SA3 Label: SA3 Key: C
  • Установите переключатели в положения, которые показаны на рис. 2.
  • Щелкните мышкой на кнопке в верхнем правом углу, чтобы включить схему.
  • Определите состояние индикаторов HL4-HL5, когда на входы «J» и «K» поданы логические «0», на вход синхронизации «С» — логическая «1» . Результат запишите в табл. 4 (строка 1) в рабочей тетради.

    Таблица состояний
    JK-триггера

    J (HL1) K (HL2) С (HL3) Q (HL4) Q (HL5)
    1 1
    2 1→0
    3 1
    4 1 0→1
    5 1 1→0
    6 1 1→0
    7 1 1 1→0
    8 1 1 1→0
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 4 (строка 2) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «J» , чтобы на вход J подать логическую «1».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 4 (строка 3) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логическую «1».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 4 (строка 4) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 2 (строка 5) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логическую «1».
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «J» , чтобы на вход J подать логический «0».
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «К» , чтобы на вход К подать логическую «1».
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 2 (строка 6) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логическую «1».
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «J» , чтобы на вход J подать логическую «1».
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 2 (строка 7) в рабочей тетради.
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логическую «1».
  • Нажмите на клавиатуре клавишу с символом «С» , чтобы на вход С подать логический «0».
  • Состояния индикаторов HL4-HL5 запишите в табл. 2 (строка 8) в рабочей тетради.
  • Щелкните мышкой на кнопке в верхнем правом углу, чтобы выключить схему.
  • Сделайте выводы по результатам проделанной работы.
  • Читайте также:  Котел аогв 17 4 газовый счетчик

    Электроника © ЦДЮТТ • Марсель Арасланов • 2020

    Источник

    Триггеры

    Триггер является элементом хранения информации, который широко применяется при построении счетчиков, регистров и других устройств памяти. Одним из наиболее важных свойств триггера является его способность устанавливать состояние своего выхода в одно из двух возможных состояний, которые могут быть представлены как логические нуль и единица. В соответствие с этим состояние триггера может рассматриваться как бит информации.

    Триггер — цифровой автомат, имеющий два устойчивых состояния рав­но­ве­сия либо 0, либо 1.

    Состояние триггера распознается по его входному сигналу. Под влиянием входного сигнала триггер скачкообразно переходит из одного устойчивого состояния в другое, при этом скачкообразно изменяется уровень напряжения его выходного сигнала. Для удобства использования в схемах вычислительных устройств триггеры обычно имеют два выхода: прямой Q (называется также «выход 1») и инверсный ?Q («выход 0»). В единичном состоянии триггеры на выходе Q имеют высокий уровень сигнала, а в нулевом — низкий. На выходе ?Q наоборот.

    Если хотя бы с одного входа информации в триггер заносится принудительно под воздействием синхронизирующего сигнала, то триггер называется синхронизируемым (синхронным). Если занесение информации в триггер с любого входа производится без синхронизирующего сигнала, то триггер называется несинхронизируемым (асинхронным).

    Состояние триггера определяется сигналом Q на прямом выходе триггера (или сигналом ?Q на его инверсном выходе).

    Законы функционирования триггеров задаются таблицами переходов с компактной записью, при которой в столбце состояний может быть указано, что новое состояние совпадает с предыдущим либо является его отрицанием.

    Типы триггеров

    Триггер типа RS имеет два входа раздельной установки в нулевое и единичное состояния. Воздействие по входу S (обозначен по первой букве слова set – установка) приводит триггер в единичное состояние, а воздействие по входу R (от первой буквы слова reset – сброс) – в нулевое. Одновременная подача сигналов S и R не допускается, что является недостатком для RS-триггера.

    Асинхронный RS-триггер на вентилях ИЛИ-НЕ показан на рисунке.

    Рис. Схема исследования RS-триггера

    Триггер образован из двух комбинационных схем ИЛИ-НЕ, соединенных таким образом, что возникают положительные обратные связи, благодаря которым в устойчивом состоянии выходной транзистор одной схемы ИЛИ-НЕ закрыт, а другой открыт. Ниже представлена таблица закона функционирования асинхронного RS-триггера.

    Таблица переходов асинхронного RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ

    Источник