ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ тригери в інтегральному ВИКОНАННІ
1. Мета роботи
Метою роботи є дослідження особливостей роботи універсальних тригерів в
інтегральному виконанні.
2. Основні теоретичні положення
2.1. В даний час відомо велика кількість різних типів тригерів,
виготовляються у вигляді інтегральних мікросхем. Як правило, це універсальні
тригери, тобто тригери, що поєднують в собі функціональні можливості
кількох більш простих видів тригерів (наприклад: RS-і D-тригерів, RS-і
JK-тригерів і т.д.). Так, наприклад, тригер, зображений на рис.1, поєднує в
собі можливості RS-і D-тригерів.
 
Рис.1
Запис інформації в тригер даного типу проводиться по входу D. На вхід З
подаються імпульси синхронізації. Крім того, тригер має вхід установки "0" (R
- Вхід) і вхід установки "1" (S - вхід).
2.2. Для керування роботою тригера можуть використовуватися керуючі сигнали
різних рівнів. Так, вищевказаний тригер (рис.1) спрацьовує при подачі на
входи S і R сигналів логічної "1" (прямі входи). При управлінні сигналом
логічного нуля "0" вводиться спеціальна позначка висновку або входу мікросхем
(рис.2).
 
Рис.2
2.3. Вхід синхронізації може бути як потенційним (рис.1), так і динамічним
(рис.2). Особливості роботи тригерів з потенційним і динамічним входом З
відображені на тимчасових діаграмах (рис.3, а) і б) відповідно).
 
Рис.3
Як випливає з рис.3, запис інформації на тригер з потенційним входом
відбувається за наявності на вході З рівня логічної "1". При цьому зміна
стану тригера пов'язано з надходженням сигналів на вхід D. У динамічному
тригері (рис.2) запис інформації відбувається за позитивного фронту сигналу
на вході С (перехід зі стану "0" у стан "1"). Існує тип тригерів,
у яких запис інформації здійснюється за негативного фронту сигналу на
вході С (перехід зі стану "1" у стан "0").
2.4. Роботу тригера, як і інших логічних пристроїв, можна описати за допомогою
таблиці істинності. Таблиця істинності тригера з потенційним входом (рис.1)
має вигляд, представлений нижче (табл.1).
2.4.1. Режим "зберігання інформації" означає, що тригер знаходиться в стані,
відповідному попереднього такту роботи (керуючі сигнали відсутні.
 
2.4.2. У режимі "Установка" 1 "та" Установка "0" універсальний тригер
функціонує як стандартний RS-тригер. Комбінація вхідних сигналів R = = S =
1 є забороненою, тому що при цьому обидва виходу тригера встановлюються в одне
і теж стан, що суперечить нормальній роботі логічного пристрою.
2.4.3. У режимі "Запис" 0 "і" Запис "1" універсальний тригер функціонує
як стандартний D-тригер.
2.4.4. Остання рядок у таблиці 1 ілюструє ситуацію, коли, з одного
боку, робиться запис "0" по входу D, а з іншого боку - установка "1"
по входу S. У цьому і подібних випадках тригер підкоряється сигналам на
настановних входах R і S.
2.4.5. Якщо тригер має динамічний вхід синхронізації С (як це показано на
рис.2), то в таблиці істинності для позитивного і негативного фронту
вводяться спеціальні позначення ( "_" та "_") відповідно).
2.5. Для опису роботи тригера використовується також функція переходу F, яка
може приймати наступні чотири значення:
F = 0 (тригер не змінив стан "0");
F = 1 (тригер не змінив стан "1");
F = С (тригер перейшов зі стану "1" у стан "0");
F = D (тригер перейшов зі стану "0" у стан "1").
Функція переходу може бути представлена у вигляді таблиці, подібної таблиці
істинності. Для тригера з прямими входами функція переходу має вигляд (табл. 2):
 
Знак Х позначає байдуже стан, тобто на вхід може бути подана як
логічна одиниця "1", так і логічний нуль "0". Значення функції переходу
логічно випливають з таблиці істинності даного тригера.
2.6. Універсальні тригери можуть бути переведені в рахунковий режим роботи, тобто
такий режим, при якому стан тригера змінюється на протилежне з
приходом кожного наступного імпульсу синхронізації (або імпульсу рахунку) на його
З-вхід.
У разі D-тригера для реалізації цього режиму інверсний вихід з'єднують з
D-входом. У разі JK-тригера встановлюють вхідні сигнали, що управляють J = K = 1.
3. Опис об'єкта і засобів дослідження
 
Рис.4
Електрична схема досліджуваного пристрою представлена на мал.4. Елемент ДД2
являє собою тригер Шмідта, побудований на мікросхемі типу К155ТЛ1.
Елемент ДД3 являє собою два універсальних D-тригера, зібраних на
мікросхемі К155ТМ2, а елементи ДД4 і ДД5 - універсальні JK-тригери, зібрані
на мікросхемах К155ТВ1.
3.1. Дослідження елемента ДД2.
3.1.1. Сигнал з вимірювального генератора Л31 подається на входи тригера,
об'єднання за схемою "І". Для цього вихід "10В" генератора Л31 з'єднується з
гніздом "Вхід ГС1" на блоці управління К32, а кнопка "ВСВ _ ВНК" над гніздом
"ГС1" повинна знаходитися в віджатим стані.
3.1.2. Вхідні і вихідні сигнали тригера надходять у канали передачі
інформації (КПІ) номер 9 і 10 відповідно. Для спостереження зазначених сигналів
на екрані мультиметра необхідно, щоб кнопка "ВСВ _ ВНК" у полі напису "КВУ"
і кнопка "Комутатор" перебували в віджатим стані. Особисте спостереження
сигналів на вході і виході тригера виробляється шляхом натискання кнопок "ВХ1" і
"ВХ2" відповідно, а одночасне спостереження - натисканням кнопки "комутац." Під
написом "Контроль V ~".
3.1.3. У режимі спостереження одночасно двох сигналів на екрані мультиметра
величина і взаємне розташування цих сигналів регулюється ручками "~" і "Ї"
відповідно в полі напису "Комутатор" окремо для кожного каналу ( "ВХ1"
для КПІ 10 і "ВХ2" для КПІ 9).
3.2. Дослідження елемента ДД3 в статичному і динамічному режимі.
3.2.1. Логічні сигнали "0" і "1" на вході тригерів задаються за допомогою кнопок
з фіксацією SA1 е SA6, розташованих на передній панелі блоку К32 під написом
"Програматор кодів". Віджатою стан кнопки відповідає завданням логічного
"0", а натисканням - завданням логічній "1". Натискання стан кнопки супроводжується
загорянням відповідного світлодіоди зеленого кольору, розташованого поблизу
даної кнопки "Програматори кодів".
3.2.2. Для подання позитивного імпульсу ( "_ _") на вхід З тригера необхідно
, швидко перевести відповідну кнопку з віджатого стану в натисканні
і назад.
3.2.3. Для індикації логічних сигналів на виході тригера, що працює в
статичному режимі (верхня частина елемента ДД3), служить ліве цифрове табло
блоку К32. При цьому кнопка "10 _2", розташована безпосередньо під табло,
повинна знаходитися в натиснутому стані.
3.2.4. Нижня частина елемента ДД3 являє собою тригер, що працює в
рахунковому режимі. На його рахунковий вхід З надходить безперервна послідовність
імпульсів. Одночасно така ж послідовність надходить у КПІ1. Вихідні
сигнали тригера (прямий і інверсний) надходять в КПІ2 і КПІ3 відповідно.
3.2.5. Лабораторний стенд дозволяє спостерігати на екрані мультиметра одночасно
два сигнали з будь-яких двох КПІ з восьми (двоканальний режим спостереження). Вибір
двох визначених КПІ проводиться таким чином:
3.2.5.1. Натиснути кнопку "ВСВ _ ВНК" під написом "КВУ", при цьому у лівих
індикаторів обох цифрових табло починає світитися знак комою.
3.2.5.2. При віджатою кнопці "ВХ1 _ ВХ2" набрати за допомогою кнопок "23 е 20"
програматора "СІ" двійковий код першого обраного КПІ і натиснути кнопку "Пуск".
При цьому на лівому табло біля знаку коми з'явиться номер обраного КПІ.
3.2.5.3. При натиснутій кнопці "ВХ1 _ ВХ2" повторити зазначену процедуру для
другий обраного КПІ. Номер цього КПІ з'явиться у знаку коми правого табло.
3.2.5.4. Натиснути кнопку "Комутатор" під написом "Контроль V ~". Тепер два
обраних КПІ через канали комутатора лабораторного стенду з'єднані з
осцилографом мультиметра. Регулювання величини і розташування сигналів на
екрані здійснюється роздільно ручками "~" і "Ї" під написом "Комутатор".
Зліва розташовані ручки регулювання першого каналу комутатора, праворуч - другий
каналу комутатора.
3.2.5.5. Для виходу з режиму спостереження сигналів на екрані мультиметра
перевести кнопку "ВСВ _ВНК" під написом "КВУ" в віджатою стан.
3.3. Дослідження елементів ДД4 (статичний режим) і ДД5 (рахунковий режим).
3.3.1. Логічні сигнали "0" і "1" на S, R, J і К - входи універсальних
тригерів подаються за допомогою кнопок SA7 е SA12 (аналогічно розглянутому в
п.3.2.1.).
3.3.2. Сигнал на вхід Стріггера надходить від вбудованого генератора імпульсів
лабораторного стенду, що виробляє серію імпульсів позитивної
полярності. Число імпульсів може змінюватися від 1 до 15 і встановлюється з
допомогою кнопок з фіксацією "23 е 20", розташованих під написом "Програматор
СІ ". Кнопки без фіксації "Пуск" і "Встанов. 0 "служать для завдання режиму роботи
генератора. При цьому повинна дотримуватися наступна послідовність дій:
3.3.2.1. Набрати число імпульсів у пачці в двійковому коді за допомогою кнопок "23 е
20 ". Кнопка у натиснутому стані відповідає двійкова одиниця (при цьому
загоряється відповідний світлодіод).
3.3.2.2. Натиснути кнопку "Встанов. 0 "і переконатися, що світлодіод кнопки" Пуск "
погашений. Генератор імпульсів готовий до роботи.
3.3.2.3. Натиснути кнопку "Пуск". При цьому генератор виробляє потрібну пачку
імпульсів. Для повторного включення генератора натиснути кнопку "Встанов. 0 ", а
еатем кнопку "Пуск" і т.д.
3.3.3. Контроль вихідних сигналів тригера ДД4 здійснюється за допомогою лівого
цифрового табло на блоці К32.
3.3.4. Рахункові імпульси на тригер ДД5, що працює в рахунковому режимі, надходять
через елемент "І", зібраний на мікросхемі ДД1. Сигнал логічній "1",
що дозволяє проходження послідовності імпульсів, що подається на елемент "І"
натисканням кнопки SA15. Статус вільних входів J і K тригера ДД5
відповідає наявності для них сигналу логічної одиниці.
3.3.5. Сигнали з прямого і інверсно виходу тригера ДД5 надходять в КПІ4 і
КПІ5 відповідно. При цьому можливе спостереження цих сигналів на екрані
мультиметра спільно з вхідними рахунковими імпульсами, які надходять на КПІ1.
Вибір КПІ проводиться згідно п.3.2.5.