МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет “Львівська політехніка”
Лабораторна робота №4 Тригерні схеми з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка” Прийняв: Стрямець С.П. Львів – 2009 Лабораторна робота №4 Тригерні схеми. Мета роботи: вивчення і дослідження основних структур тригерних пристроїв в логічному базисі І-НЕ та І-АБО-НЕ з потенційним представленням інформації. В процесі виконання роботи студенти знайомляться зі схемами найбільш поширених тригерів (RS, Д, Т, ІК - типів), з особливостями асинхронних, синхронних і двотактних тригерів, реалізують вказані тригери на елементах І-НЕ і досліджують їх роботу в різних режимах. 1. Теоретичні відомості Функціональні вузли і пристрої ЕОМ синтезуються на основі двох типів логічних схем: комбінаційних і цифрових автоматів. Тригер, як типовий елемент цифрового автомата, являє собою пристрій, що може знаходитись в одному з двох стійких станів і переходить з одного стану в другий під дією зовнішніх сигналів. Зміна стану, як правило залежить не тільки від біжучих значень вхідних сигналів, але і від попереднього стану тригера. Інформація про попередній стан, яка поступає з виходів тригера, разом із зовнішніми сигналами керує його роботою. Тому тригери є пристроями із зворотніми логічними зв'язками і складаються з двох частин: елементу пам'яті (власне тригера) і схеми управління, виконаної, як правило, за допомогою комбінаційної схеми. Схема управління перетворює інформацію, що поступає на її входи хІ,х2,...,хm в комбінацію сигналів, яка діє на входи власне тригера. Логічна функція, що встановлює залежність стану, в який переходить тригер з біжучого стану при дії на нього заданих сигналів управління, називається функцією переходів тригера. Функції переходів задаються логічними формулами або у вигляді таблиць. В таблиці містяться значення інформаційних та синхросигналів на вході тригера, а також значення вхідних сигналів (внутрішніх станів тригера) після закінчення дії синхросигналу. Закон функціонування тригера може бути заданий і у вигляді характеристичного рівняння логічної функції виду: Qn+1=f(Qnxin),I=1,2,…,m, (1) де Qn+1-стан тригера після закінчення дії синхросигналу в момент tn+1; Qn- стан тригера до приходу синхросигналу; xin значення сигналу на інформаційному вході в момент tn. Між таблицею переходів і характеристичним рівнянням існує взаємно однозначна відповідність, тобто від таблиці переходів зажди можна перейти до характеристичного рівняння шляхом виводу СДНФ з таблиці. По рівню вхідного сигналу тригери поділяються на тригери з прямими входами (запис інформації відбувається рівнем "1") та з інверсними входами (запис інформації відбувається рівнем "0") і вхід відмічається знаком інверсії. Крім того, тригери бувають одно - та двотактними. В однотактних тригерах запис відбувається по передньому фронту сигналу запису, а в двотактних - по задньому, тобто в момент закінчення дії сигналу запису. В свою чергу, всі тригери діляться на синхронні та асинхронні. В асинхронних тригерах запис інформації відбувається в любий момент часу, а в синхронних - тільки при наявності синхросигналу. 2. Порядок виконання роботи 2.1 Функціональна схема мікросхеми К155ЛАЗ.
2.2 Технічні характеристики мікросхеми К155ЛАЗ. Uж = +5V ± 5% kроз = kОб = 10 I0Вих = 16mA U0Вих = 0,4 V I1Вих = -0,8mA U1Вих = 2,4 V I0Вх = -1,6mA U0Вх = 2 Vmin I1Вх = 40µA U1Вх = 0,8 Vmax I1,0Зат = 15ns t0,1Зат = 22 ns 2.3. Асинхронний тригер Основним асинхронним елементом пам’яті служить RS – тригер – логічний пристрій з двома стійкими станами і двома інформаційними входами R і S. При подачі сигналу запису на вхід S, в тригер запишеться “1”. При подачі сигналу на вхід R (вхід скидання) в тригер запишеться “0”. Одночасно подавати записи на входи – заборонено, так як після закінчення їх дії тригер встановлюється в невизначений стан.
Схема та умовне графічне позначення асинхронного RS-тригера: а) з інверсними ; б) з прямими входами. Таблиця станів асинхронного RS-тригера ВХІД ВИХІД  S R Логіка”І” Логіка“АБО”    Q Q Q Q  0 0 Не визначен. Без змін  0 1 1 0 1 0  1 0 0 1 0 1  1 1 Без змін Не визнач.  
 2.4. Синхронний RS-тригер На відміну від асинхронного, синхронний тригер на кожному інформаційному вході має додаткові схеми співпадіння, перші входи яких об'єднані і на них подаються синхронізуючі сигнали. Другі входи схем співпадіння є інформаційними. Зміна стану тригера можлива лише при наявності одиничного сигналу на синхронізуючому вході С. При нульовому значенні цього сигналу інформація на управляючих входах R і S не сприймається і тригер зберігає свій попередній стан.
а) схема б) умовне графічне позначення синхронного RS-тригера. Таблиця станів синхронного RS-тригера з прямими входами ВХІД ВИХІД  R S С С С  0 0 0 Попередній    1 Попередній  0 1 0 Попередній    1 1 0  1 0 0 Попередній    1 0 1  1 1 0 Попередній    1 Не визначся.   2.5. Тригери D-типу. Тригером D-типу називається логічний пристрій з двома стійкими станами і одним інформаційним входом D. В D-тригерах значення змінної в момент tn+1 співпадає із значенням вхідної змінної в момент tn, тому тригер такого типу в літературі називають тригером затримки.
а) схема б) умовне графічне позначення синхронного D-тригера Таблиця станів синхронного D-тригера ВХІД ВИХІД  D C Q (Q  0 0 Без змін  1 0 Без змін  0 1 0 1  1 1 1 0   2.6.Тригери T-типу. Тригери T-типу (лічильний тригер) називається логічшш пристрій, який має два стійких стани і один вхід Т, і змінює свій стан на протилежний всякий раз, коли на вхід Т приходить управляючий сигнал.
Схема однотактного Т-тригера. Таблиця станів Т-тригера ВХІД ВИХІД  S’ R’ Q (Q  0 1 1 0  1 0 0 1  1 1 Немає перемикання   Висновки: таким чином під час даної лабораторної роботи ми экспериментально дослідили основні структури тригерних пристроїв в логічному базисі І-НЕ та І-АБО-НЕ з потенційним представленням інформації.