3. Лабораторные задания и методические указания по их выполнению

3.1. Собрать в рабочем программы EWB принципиальную схему, подготовленную для моделирования в динамическом режиме в соответствии с домашним заданием п. 2.1. Удостовериться в соответствии временных диаграмм, полученных на логическом анализаторе, и таблицы истинности. Скопировать для отчета схему моделирования вместе с таблицами настройки виртуальных приборов, временные диаграммы, полученные на логическом анализаторе. Сохранить файл проекта в электронном виде.

3.2. Собрать в рабочем программы EWB принципиальную схему, подготовленную для моделирования в динамическом режиме в соответствии с домашним заданием п. 2.2. Удостовериться в соответствии временных диаграмм, полученных на логическом анализаторе, и таблицы истинности. Скопировать для отчета схему моделирования вместе с таблицами настройки виртуальных приборов, временные диаграммы, полученные на логическом анализаторе. Сохранить файл проекта в электронном виде.

При работе с микросхемами свободные входы логических элементов объединять с задействованными входами. При работе с микросхемами группы ЛР (И-ИЛИ-НЕ) в незадействованных логических элементах (И) один из выводов необходимо соединить с корпусом (подать логический 0).

Перед выполнением моделирования необходимо произвести настройки генератора слов и логического анализатора (ЛА). Для схемы на рис. 1 ниже показаны рекомендуемые настройки этих приборов (рис. 2.3, 2. 4).

Рис. 2.3. Таблица настройки генератора кодового слова и экран логического анализатора с временными диаграммами

Рис. 2.4. Таблица настройки тактового генератора ЛА (после нажатия кнопки «Set» на экране ЛА)

4. Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Описание всех этапов разработки функциональных схем комбинационных устройств, согласно домашнему заданию (п. 2.1 - 2.2).

2. Электрические схемы исследуемых устройств, полученные в программе EWB с таблицами настройки приборов.

3. Временные диаграммы, подтверждающие функционирование разработанных устройств.

4. Выводы (анализ полученных результатов).

Вопросы для самопроверки

1. Способы заданий функций алгебры логики.

2. Что такое СДНФ и СКНФ?

3. Как перейти от табличного задания функции к записи функции в СДНФ и СКНФ?

4. Приведите основные тождества алгебры логики.

5. Порядок синтеза КЦУ на ЛЭ.

Лабораторная работа № 3 Триггеры на интегральных схемах

1. Общие указания

Цель работы: изучение функционирования и принципов построения асинхронных RS-триггеров и синхронных JK-триггеров на интегральных логических схемах (ИЛС). Приобретение опыта практической работы с триггерами на ИЛС.

В работе с использованием моделирующей программы EWB исследуются асинхронные RS-триггеры с прямыми и инверсными входами на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ и универсальные синхронные JK-триггеры на интегральных схемах.

Используемое оборудование: компьютер IBM PC.

2. Домашние задания и методические указания по их выполнению

2.1. Ознакомиться с лабораторными заданиями и методическими указаниями по их выполнению (см. пункты 2, 3 методических указаний).

2.2. Изучить принципы построения асинхронных RS-триггеров на логических элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ [1]. Составить для одного из RS-триггера согласно варианту домашнего задания (таблица ниже) таблицу функционирования и характеристическое уравнение. Изобразить схему исследуемого RS-триггера на микросхемах К155ЛА3 (7400) или К155ЛЕ1 (7402) и временные диаграммы, поясняющие его работу.

2.3. Изучить принципы построения синхронных JK-триггеров с динамическим управлением [1,  3].

2.4. Из таблицы ниже выбрать свой вариант JK-триггера и режим его работы: счетный режим (T-триггер) или информационный режим (D-триггер). Для соответствующего режима составить таблицу функционирования, функциональную схему, используя условно-графическое обозначение по ГОСТ 2.743-91 и построить временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

2.5. Для исследования работы триггеров в динамическом режиме использовать генератор кодовых слов, формирующий необходимое количество последовательности импульсов, сдвинутых во времени для управления переключением триггера. Исходной информацией для настройки генератора кодовых слов служат временные диаграммы, полученные при выполнении пунктов 2.2, 2.4 домашнего задания.

2.6. Пример исследования динамического режима асинхронного RS-триггера с инверсными входами.

Для формирования управляющих сигналов будем использовать генератор кодовых слов. Настройка генератора выполняется следующим образом.

1. С целью получения не перекрывающихся импульсов период повторения управляющих сигналов разбивается на четыре интервала ΔТ₀, .., ΔТ₃ согласно рис. 3.1.

2. Если инверсные сигналы S’ и R’ будут формироваться на первом и втором выходах генератора, то каждому временному интервалу будет соответствовать кодовое слово с последовательностью адресов 0, 1, 2, 3. Последний (финальный адрес) 3 определяет период повторения кодовых слов. При этом последующие кодовые слова могут иметь произвольные значения.

3. В таблицу кодовых слов согласно рис. 3.1 заносятся следующие четыре значения слов в 16-ом коде: D₀=0002, D₁=0003, D₂=0001, D₃=0003.

Рис. 3.1

Рис. 3.2. Схема исследования асинхронного RS- триггера с инверсными входами в динамическом режиме

Рис. 3.3. Временная диаграмма работы RS- триггера с инверсными входами, полученная на логическом анализаторе

Рис. 3.4. Временная диаграмма, полученная на осциллографе для определения времени переключения RS- триггера с инверсными входами

Варианты домашнего задания

Исх. данные	Вариант задания
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
RS-триггер с прям. входами	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-	-	-
RS-триггер с инв. входами	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+	+
JK-триггер	74 72	74 109	74 112	74 107	74 113	74 114	74 72	74 114	74 113	74 107	74 112	74 109
Режим работы	T	T	T	T	T	T	D	D	D	D	D	D

Продолжение таблицы

Исх. данные	Вариант задания
	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
RS-триггер с прям. входами	-	-	-	-	-	-	+	+	+	+	+	+
RS-триггер с инв. входами	+	+	+	+	+	+	-	-	-	-	-	-
JK-триггер	74 72	74 109	74 112	74 107	74 113	74 114	74 72	74 114	74 113	74 107	74 112	74 109
Режим работы	T	T	T	T	T	T	D	D	D	D	D	D

Примечание. Условно-графические обозначения JK-триггеров и соответствие наименований отечественных и зарубежных аналогов приведены в приложении 3. Подробную информацию по отечественным JK-триггерам (в том числе таблицы функционирования) можно получить в справочнике [3].