Исследование элементов цифровой автоматики

Лабораторная работа №5

Исследование элементов цифровой автоматики

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является знакомство с методами и приемами исследования из ЭВМ характеристик логических элементов цифровой автоматики с использованием программного пакета Electronics Workbench.

2. Теоретические сведения

Запоминающие элементы цифровой автоматики

Триггеры

Для запоминания однобитовых двоичных символов «0» или «1» применяют логические устройства, которые называются триггерами.

Триггеры могут быть:

* Статическими;

* Динамическими.

Статический «RS» триггер может быть выполнен в двух вариантах: синхронном и асинхронном и на основе двух элементов И-НЕ, соединенных по схеме, представленной на Рис 1, а для асинхронного варианта, или собран по аналогичной схеме из двух элементов ИЛИ-НЕ. Это логическое устройство имеет два входа, один из них вход «S» информационный, а другой «R» вход обнуления триггера. У триггера два выхода, один из них «Q» прямой другой «Q’» инверсный. В таблице 1а приведены параметры логического состояния асинхронного «RS» триггера, выполненного на основе двух элементов И-НЕ.

Рис. 1 - Логические схемы а) асинхронно-статического «RS» триггера, б) синхронного «RS» триггера, в) «D» триггера. триггеры.bmp

Структура динамического «D» триггера показана на Рис. 1, в. Триггер этого типа имеет вход тактового сигнала «С» и информационный вход «D». У этого триггера также два выхода, один из них «Q» прямой другой «Q’» инверсный. Параметры логического состояния этого триггера приведены в таблице 1б.

Регистры памяти.

Триггеры различного типа используются только для записи однобитовой цифровой информации. Для записи много разрядных цифровых сигналов используются устройства, которые называются запоминающими регистрами. Запоминающие регистры бывают двух типов:

* Параллельными;

* Последовательными.

Оба типа регистров создаются на основе различного типа триггеров и отличаются способом записи цифровых сигналов. Регистры как и триггеры относятся к энергозависимым элементам памяти.

Параллельные регистры применяются для записи и считывания цифровых сигналов в параллельном коде, а это значит, что одновременно все разряды цифрового сигнала могут быть записаны в регистр или быть считаны из него. Схема параллельного регистра показана на Рис. 2. Основу этого регистра составляют триггеры «RS» типа, «R» входы которых одновременно подключены к шине сброса. Это позволяет при подаче единичного импульса сброс на эту шину одновременно обнулять все триггеры регистра. Входы «S» всех триггеров регистра соответственно соединены с выходами логических ключей «И», предназначенных для управления процессом записи цифровых сигналов в этот регистр. Один из входов этих ключей соединен с шиной управления записью, а к другим их входам из шины ввода данных поразрядно подаются символы записываемого цифрового сигнала. Аналогично устроена система считывания цифровых сигналов из этого регистра. Для этой цели также используют логические ключи «И», соединенные одним из своих входов с шиной управления считыванием. К другим входам этих ключей подсоединены всех триггеров. Выходы всех логических ключей считывания подсоединены к шине считывания данных. Регистр.bmp

Рис. 2 - Схема параллельного регистра.

Принцип работы параллельного регистра состоит в следующем: Перед записью очередного цифрового сигнала в регистр на шину сброса подается единичный импульс, который