Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

КОМБИНИРОВАННЫЕ RS-D- И УНИВЕРСАЛЬНЫЕ JK-ТРИГГЕРЫ

Шадинова К.С. 1 Жусипбекова Ш.Е. 1 Жакипова Ш.А. 1 Мажибаева Г.П. 2 Маметжанова Н.Х. 2 Рсалина Л.А. 2 Байшыгашова Э.А. 2 Суранчиева З.Т. 2 Шаденова Н.С. 3
1 Казахский национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова
2 Казахский государственный женский педагогический университет
3 Общая средняя школа имени С. Аширова
Асинхронные триггеры изменяют свое состояние непосредственно в момент появления соответствующего информационного сигнала и не обладают логическим разнообразием. Синхронизируемые триггеры реагируют на информационные сигналы только при наличии соответствующего сигнала на входе синхронизации – С (от англ. clock). Иногда этот вход называют тактирующим или стробирующим. Сигнал на информационном входе этих триггеров записывается и передается на выход по сигналу синхронизации. Еще более широкими возможностями управления обладают тактируемый D- и универсальный JK-триггеры, на которых строятся основные узлы цифровых устройств автоматических комплексов. Поэтому изучение принципа действия, области использования и функциональных возможностей таких триггеров следует считать обязательной необходимой задачей. Цель работы: Исследование принципа построения и работы комбинированного RS-D и универсального JK-триггеров с последующим переводом их в счетный режим.
триггер
логические элементы
1. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промыш-ленная электроника. – М.: Энергоатомиздат. 1988.
2. Прянишников В.А. Электроника. – С.-Пб.: Корона принт. 1998.
3. Эндерлайн Р. Микроэлектроника для всех. – М.: Мир. 1989.
4. Наумов Ю.Е. Интегральные логические схемы. – М.: Радио и связь. 1980.
5. Партала Ю.Е. Цифровая электроника. – С.-Пб.: Наука и техника. 2000.

D-триггер (от англ. delay) отличается от синхронного RS-триггера тем, что вместо двух информационных входов R и S у него имеется только один информационный вход D (рис. 1, а). Часто его называют триггером задержки. Предположим, что первоначально триггер находится в нулевом состоянии, т.е. Q = 0. Если на вход D подать логическую «1», а на вход С подать тактирующий импульс, то на выходе Q установится логическая «1», т.е. триггер примет единичное состояние (Q = 1). Если на вход D подать логический «0», а на вход С – следующий импульс, то триггер перейдет в нулевое состояние (Q = 0). Поступление новых синхроимпульсов на вход С без смены сигнала на информационном входе, не может изменить состояние триггера (рис. 1, б).

Каждый раз смена состояния триггера совершается только по переднему фронту тактирующего импульса на входе С с небольшой задержкой tз по переднему и заднему фронту.

Асинхронные had01.wmf и had02.wmf входы имеют приоритет перед информационным, поскольку элемент памяти в этом случае управляется Лог.

hadin1.tif

Рис. 1. Комбинированный RS – D триггер (а) и его временные диаграммы (б)

«0» (Q = 1) и уже его ничто не может изменить (табл. 1). Чтобы иметь возможность записать информацию на входе D, следует подать на входы had03.wmf и had04.wmf логическую «1». Условно-графическое изображение D-триггера представлено на рис. 2. На возможность управления триггером только низким потенциалом по входам S и R указывает знак инверсности.

Если информационный вход D триггера соединить с его инверсным выходом had05.wmf, то у триггера остается только один вход С (без учета R и S). При поступлении серии импульсов на вход С, триггер меняет свое состояние каждый раз по переднему фронту этих сигналов и, поскольку лог. «1» на выходе Q появляется в два раза реже, чем импульсы на входе С, то такой триггер осуществляет деление частоты входных сигналов на два. В этом случае такой триггер называют счетным или Т-триггером. Запрещенным состоянием для D-триггера считается одновременное присутствие на входах R = S = 0, в результате чего на обоих выходах возникает логическая «1» (табл. 1). В настоящей работе изучается D-триггер, построенный на ИМС типа К155ТМ2. Данная микросхема имеет в своем составе два независимых D-триггера, представленные на рис. 3.

hadin3.tif

Рис. 3. Расположение выводов ИМС К155ТМ2

Таблица 1

Таблица истинности D-триггера

ВХОДЫ

ВЫХОДЫ

S

R

D

C

Q

Q

0

1

*

*

1

0

1

0

*

*

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

for.wmf

for.wmf

for.wmf

1

0

1

0

1

0

0

0

*

*

1

1

Примечание. Символы for.wmf в табл. 1 означают кратковременный положительный перепад.

hadin2.wmf

Рис. 2. Графическое изображение RS – D триггера

Наиболее универсальным среди тактируемых является JK-триггер (от англ. Jump и Keep), отличающийся от рассмотренных тем, что появление на обоих информационных входах (J и K) логических нулей приводит к изменению состояния триггера. Такая комбинация сигналов для JK-триггера не является запрещенной. Схемная реализация JK-триггера достаточно сложная. Однако, применяя ИМС, нам необязательно обращаться к внутреннему их устройству и обычно достаточно бывает знакомства с их параметрами и функциями, определяемыми условным изображением (рис. 4).

hadin4.tif

а) б)

Рис. 4. Универсальный JK – триггер (а) и его временные диаграммы (б). Примечание: 1) for.wmf символ означает отрицательный перепад напряжения от высокого уровня к низкому. 2) Занесение информации в JK-триггер происходит по отрицательному перепаду напряжения на входе С

Таблица 2

Таблица истинности JK-триггера

ВХОДЫ

ВЫХОДЫ

S

R

J

K

C

Q

Q

0

0

1

1

0/1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

*

*

*

0

0

0

1

1

1

*

*

*

0

0

1

0

1

1

for.wmf

for.wmf

for.wmf

for.wmf

for.wmf

for.wmf

for.wmf

for.wmf

for.wmf

1

1

0

0

1/1

0

1

0

1

1

0

1

1

0/0

1

0

1

0

JK-триггер не имеет запрещенных входных комбинаций. Но в реальных микро-схемах используется комбинация RS-триггера с JK-триггером. Установка такого триггера по RS – и J, С, K – входам производится независимо. При одновременном поступлении сигналов на R-, либо на S-вход и на J, С, K – входы, первые имеют приоритет над вторыми. Реальный JK-триггер, построенный на ИМС К155ТВ1, имеет по три информационных J- и по три К-входов, сгруппированных в элементы «И». Логика 3И на входе означает, что значение сигнала J = 1 будет только в том случае, если J1 = J2 = J3 = 1. Аналогично значения сигнала К = 1 будет только в том случае, если К1 = К2 = К3 = 1. Как правило, из входов {J} используется только один, а остальные два входа остаются неподклю-ченными, что равносильно подаче лог. «1» на них. То же самое справедливо и для входов (К) (рис. 5).

hadin5.wmf

Рис. 5. Универсальный JК-триггер на ИМС К155ТВ1

JК-триггер тоже может работать как триггер со счетным входом. Если на входы J- и К-подать лог «1», то в соответствии с табл. 2 истинности, по отрицательному перепаду входных импульсов JК-триггер будет переходить в состояние, инверсное предыдущему (рис. 6).

Из этой диаграммы видно, что триггер со счетным входом делит на два частоту следования входных синхроимпульсов.

hadin6.tif

Рис. 6. Временные диаграммы JK-триггера в счетном режиме

Порядок выполнения работы

Задание 1

Изучение D- триггера в статическом режиме.

1.1. Ориентируясь на графическое изображение схемы D–триггера на ИМС К155ТМ2 (рис. 3), начертить схему электрическую принципиальную, предназначенную для исследования комбинированного RS-D-триггера в статическом режиме. Схема должна учитывать:

а) задание информации на S, R и D – входы от тумблеров SA1-SA3;

б) подачу синхроимпульсов на вход С от одной из кнопок SB1-SB4 (контакты К1-К4) блока формирователей сигналов без дребезга;

в) подключение единичного выхода триггера к контакту HL-A1 блока индикации 1;

г) подключение инверсного выхода триггера к контакту HL-B1 блока индикации 1.

1.2. Составить и заполнить таблицу соединений.

1.3. Произвести монтаж схемы по таблице.

1.4. После проверки правильности соединений включить блок питания стенда.

1.5. Составить и заполнить таблицу истинности RS- и D- триггера в виде:

ВХОДЫ

ВЫХОДЫ

S

R

D

C

Q

had05.wmf

           

Необходимо помнить, что входы S- и R- имеют приоритет перед входами D- и C-.

1.6. Найти неисправность, внесенную в схему преподавателем.

1.7. Выключить блок питания, демонтировать схему.

Задание 2

Изучение JK – триггера в статическом режиме.

2.1. Начертить схему, предназначенную для исследования комбинированного RS – и JK- триггера на ИМСК155ТВ1.

Схема должна учитывать:

а) задание информации на входы S, R и J, K от тумблеров SA1-SA4;

б) подачу синхроимпульса от одной из кнопок SB1-SB4 (контакты had06.wmf-had07.wmf) блока формирователей сигналов без дребезга;

в) подключение единичного (прямого) выхода Q к контакту HL-А1 блока индикации 1;

г) подключение нулевого (инверсного) выхода Q триггера к контакту HL-B1 блока индикации 1.

2.2. Написать таблицу соединений.

2.3. Смонтировать на стенде схему.

2.4. После проверки правильности соединений преподавателем включить блок питания стенда.

2.5. Составить и заполнить таблицу истинности для исследования комбинированного RS- и JK-триггера:

ВХОДЫ

ВЫХОДЫ

S

R

J

K

C

Q

had05.wmf

             

Необходимо твердо помнить, что входы S и R имеют приоритет перед другими.

2.6. Найти неисправность, внесенную в схему преподавателем.

2.7. Выключить блок питания и демонтировать схему.

Задание 3

Исследование схемы комбинированного RS- и D-триггера в счетном режиме.

3.1. Смонтировать на стенде схему исследования D-триггера в счетном режиме (рис. 7).

3.2. После проверки правильности соединений, включить питание осциллографа и стенда.

3.3. Получить на экране осциллографа устойчивые изображения сигналов.

3.4. Убедиться в том, что триггер со счетным входом делить частоту следования входных сигналов на два, переключаясь по положительному перепаду;

3.5. Зарисовать в масштабе осциллограммы и определить параметры входных и выходных сигналов.

3.6. Определить быстродействие триггера путем измерения времени задержки выходного сигнала относительно входного.

3.7. Выключить питание приборов и демонтировать схему, сохранив схему генератора без нарушений.

Задание 4

Исследование комбинированного RS-JK-триггера в счетном режиме.

4.1. Начертить схему для исследования универсального RS- JK-триггера на ИМС К155ТВ1 в счетном режиме, аналогичную рис. 7.

hadin7.tif

Рис. 7. Работа D-триггера в счетном режиме

4.2. Схема должна учитывать:

а) подачу потенциала лог. «1» от контактов блока переключателей SA на входы S, R, J, K;

б) подачу синхроимпульсов от генератора на вход «С» и на вход У1 осциллографа;

в) подключение прямого выхода триггера на вход У2 осциллографа;

4.3. После проверки правильности соединений, включить питание осциллографа и стенда.

4.4. Получить на экране осциллографа устойчивые изображения входных и выходных сигналов.

4.5. Убедиться в том, что триггер делит частоту входных сигналов на два, переключаясь каждый раз по отрицательному перепаду.

4.6. Зарисовать в масштабе осциллограммы входных и выходных сигналов и определить их параметры.

4.7. Определить быстродействие триггера путем измерения задержки выходного сигнала относительно входного.

4.8. Выключить питание приборов и демонтировать схему.

4.9. Привести рабочее место в порядок и закончить работу.

Задание на дом

1. Изучить особенности принципа действия комбинированных RS- D и JK-триггеров.

2. Освоить принцип использования комбинированных триггеров в счетном режиме.

3. Освоить принцип последовательного деления частоты сигналов на 2; на 4 с помощью D- и JK-триггеров.

4. Освоить проверку работы триггеров в статическом и динамическом режимах.

5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Проследите прохождение сигналов по структурной схеме D-триггера.

2. В каком случае комбинированный RS- и D-триггер переходит в счетный режим?

3. Как составляется таблица истинности D-триггера?

4. Как создаются положительные и отрицательные перепады напряжения для управления триггерами?

5. За счет чего возникает положительный потенциал на других входах JK-триггера при наличии его на одном из информационных (J или K)?

6. Особенности работы JK- триггера в счетном режиме?


Библиографическая ссылка

Шадинова К.С., Жусипбекова Ш.Е., Жакипова Ш.А., Мажибаева Г.П., Маметжанова Н.Х., Рсалина Л.А., Байшыгашова Э.А., Суранчиева З.Т., Шаденова Н.С. КОМБИНИРОВАННЫЕ RS-D- И УНИВЕРСАЛЬНЫЕ JK-ТРИГГЕРЫ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 5-2. – С. 227-231;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=11576 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674