Разработка лабораторного макета для исследования RS-триггеров
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?итания и тактовый генератор, то нам остается лишь рассчитать номиналы сопротивлений для блока индикации. Расчет триггера на транзисторах приведен в литературе [1, с.224], поэтому рассчитанные номиналы мы берем из этого расчета.
Для индикации различных одиночных сигналов высокого уровня выбираем светодиоды типа АЛ336Б. Максимальный ток для такого диода равен 10мА. Максимальное напряжение 2В. Напряжение нашего блока питания составляет 5В. Таким образом, по закону Ома (см. рис. 3.1) величина сопротивления в цепи светодиода вычисляется следующим образом.
Рисунок 3.1 - Цепь светодиода для блока индикации
Ом.
Таким образом, резисторы для блока индикации выбираем типа МЛТ-0,5-300 Ом.
4. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА
.1 RS-триггер на дискретных элементах (транзисторах)
В качестве транзисторного триггера будет использован симметричный триггер с автоматическим смещением. Принципиальная схема этого триггера приведена на рис. 4.1.
Рисунок 4.1 - Схема электрическая принципиальная симметричного триггера с автоматическим смещением
Напряжение, запирающее транзистор, можно получать не от специального источника, а с резистора RЭ в общей эмиттерной цепи (см. рис. 3.1). Действительно, ток открытого транзистора создает на этом резисторе напряжение, которое через резистор RБ прикладывается между базой и эмиттером другого транзистора, запирая его. Чтобы устранить отрицательную обратную связь во время формирования фронтов импульсов, резистор RЭ шунтируют конденсатором CЭ.
В рассматриваемой схеме потенциал эмиттера UЭ через насыщенный транзистор передается его коллектору. Вследствие этого потенциал коллектора меняется от uК ? - ЕК (транзистор заперт) до uК ? - UЭ (транзистор открыт). В результате амплитуда формируемого импульса Um = ЕК - UЭ, что меньше амплитуды импульса Um ? ЕК на выходе схемы.
Триггер имеет два выхода. Потенциалы на них взаимно инвертированы: высокий потенциал на одном выходе соответствует низкому потенциалу на другом (см. рис.4.2). Один выход называют прямым (его обычно обозначают Q или Р), другой - инверсным (обозначают Q или Р).
Рисунок 4.2 - Временные диаграммы работы триггера
О состоянии триггера судят по состоянию его прямого выхода. Если на нем установился высокий потенциал, кодируемый логической единицей, то говорят, что триггер находится в единичном состоянии, и часто обозначают это как Q=1 (или Р=1). Один вход, по которому запускающий импульс переключает триггер в состояние Q=1, называют входом установки триггера в единицу и обозначают S. Другой называют входом установки триггера в нуль и обозначают R. Входы S и R являются информационными: через них в триггер поступает информация, выраженная наличием или отсутствием переключающего сигнала.
Триггер, показанный на рис. 4.1 называют триггером с установочными входами или RS-триггером. Условное графическое обозначение (УГО) его приведено на рис. 4.3; здесь верхний выход триггера - прямой, нижний (с кружком) - инверсный.
Рисунок 4.3 - Условное графическое обозначение RS-триггера
В рассмотренном триггере сигналы на входах продолжают воздействовать на его элементы после переключения триггера; такие входы называют статическими. После переключения других типов триггеров такое воздействие (за счет конструктивных особенностей внутренней структуры) прекращается; в этом случае входы называют динамическими и обозначают их косой черточкой.
4.2 Асинхронный RS-триггер на логических элементах
RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ
Схема простейшего триггера на логических элементах получается, если включить кольцом два элемента ИЛИ-НЕ (см. рис. 4.4, а). Работу данного устройства можно описать следующей таблицей истинности.
Таблица 4.1 - Таблица истинности RS-триггера
ВходыВыходыRSQQ00Qпред.Qпред.0110100111xx
Рисунок 4.4 - RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ
Пока на обоих управляющих входах R и S уровни сигналов неактивны, в данном случае равны 0, триггер находится в каком либо из двух устойчивых состояний. Если значение сигнала на прямом выходе равно 1, то этот единичный сигнал, поступая по цепи обратной связи на вход второго элемента, вызывает появление на инверсном выходе сигнала с нулевым уровнем. В свою очередь, нулевой уровень инверсного выхода, поступая на первый элемент, поддерживает Q в состоянии 1. Иначе говоря, при входных сигналах R и S равных 0, появившаяся по любой причине на выходе Q единица по цепи обратной связи будет сама себя поддерживать сколь угодно долго. Такой режим работы триггера, при котором на его входы поданы два 0, называют режимом хранения.
В силу симметрии схемы она будет столь же устойчива в своем противоположном (нулевом) состоянии, когда уровень сигнала на выходе Q равен 0.
На рис. 4.4, б показана временная диаграмма переходных процессов в схеме при подаче на нее управляющих сигналов. Исходное состояние триггера - нулевое, на его входы последовательно поступают сначала сигнал S, затем, после его окончания, сигнал R.
Из диаграммы видно, что после окончания входного сигнала триггер способен сохранять свое состояние сколь угодно долго. Говорят, что триггер запоминает входной сигнал. Это специфическое и очень важное свойство триггера.
Характерно, что оба элемента триггера переключаются не одновременно, а последовательно, друг за другом. Как видно из