Задание для выполнения

Разработать и собрать схему на основе мультиплексора 8x1, реализующую заданную логическую функцию Y. Варианты задач приведены ниже. Для выбора варианта взять 2 последние цифры в номере зачетной книжки.

Вариант
1,21,41,61
2,22,42,62
3,23,43,63
4,24,44,64
5,25,45,65
6,26,46,66
7,27,47,67
8,28,48,68
9,29,49,69
10,30,50,70
11,31,51,71
12,32,52,72
13,33,53,73
14,34,54,74
15,35,55,75
16,36,56,76
17,37,57,77
18,38,58,78
19,39,59,79
20,40,60,80

ТРИГГЕРЫ И СЧЕТЧИКИ

4.1. Краткие сведения из теории.

Триггеры

Основой последовательностных схем являются триггеры. Триггер имеет два устойчивых состояния: Q=l и Q=0, поэтому его иногда называют бистабильной схемой. В каком из этих состояний окажется триггер, зависит от сигналов на входах триггера и от его предыдущего состояния, т. е. он имеет память. Можно сказать, что триггер является элементарной ячейкой памяти.

Тип триггера определяется алгоритмом его работы. В зависимости от алгоритма работы, триггер может иметь установочные, информационные и управляющие входы. Установочные входы устанавливают состояние триггера независимо от состояния других входов. Входы управления раз­решают запись данных, подающихся на информационные входы. Наиболее распространенными являются триггеры RS, JK, D и Т-типов.

Триггер типа RS

RS-триггер - простейший автомат с памятью, который может находиться в двух состояниях. Триггер имеет два установочных входа: установки S (set - установка) и сброса R (reset - сброс), на которые подаются входные сигналы от внешних источников.

При подаче на вход установки активного логического уровня триггер устанавливается в 1 (Q = 1, = 0), при подаче активного уровня на вход сброса триггер устанавливается в 0 (Q = 0, = 1). Если подать на оба входа установки (возбуждения) пассивный уровень, то триггер будет сохранять предыдущее состояние выходов: Q=0 ( = 1) либо Q = l ( = 0). Каждое состояние устойчиво и поддерживается за счет действия обратных связей.

Для триггеров этого типа является недопустимой одновременная подача активного уровня на оба входа установки, т. к. триггер по определению не может одновременно быть установлен в ноль и единицу. На практике подача активного уровня на установочные входы приводит к тому, что это состояние не может быть сохранено и невозможно определить, в каком состоянии будет находиться триггер при последующей подаче на установочные входы сигналов пассивного уровня.

На рис. 11 и 12 показаны два вида RS-триггеров, выполненных на элементах ИЛИ-НЕ и И-НЕ.

Для схемы на рис. 11 активным уровнем является уровень логической единицы, для схемы на рис. 12 - уровень логического нуля. Схема на рис. 12 получила название RS-триггера с инверсными входами - RS-триггер.

Рис. 11

Рис. 12

RS-триггер является основным узлом для построения последовательностных схем. Название схем такого типа «последовательностные» означает, что состояние выхода зависит от того, в какой последовательности на входы подаются входные наборы и, каково было предшествующее внутреннее состояние. Так, если в RS-триггере (рис. 11) вначале установить комбинацию R=0, S=l (сокращенная запись - 01), а потом перейти к R=0, S=0 (00), то состояние выхода Q=l. Если же вначале устано­вить комбинацию 10, а потом перейти к 00, то состояние выхода будет другим - Q=0, несмотря на одинаковые комбинации сигналов на входах. Таким образом, при одном и том же входном наборе 00 выход триггера может находиться в разных состояниях.

Условия переходов триггеров из одного состояния в другое (алгоритм работы) можно описать табличным, аналитическим или графическим способами. Табличное описание работы RS-триггера (рис. 11) представлено в таблице истинности 21, описание работы RS-триггера с инверсными входами (рис. 12) в таблице 22.

Таблица 21.

R	S		Режим работы
			Хранение
			Установка «1»
			Установка «0»
		-	Запрещенное состояние

Таблица 22.

R	S		Режим работы
			Хранение
			Установка «1»
			Установка «0»
		-	Запрещенное состояние

В таблицах использованы следующие обозначения:

Q_t - предшествующее состояние выхода;

Q_t+1 - новое состояние, устанавливающееся после перехода (возможно Q_t+1 = Q_t);

“ – ”- неопределенное состояние.

Аналитическое описание (характеристическое уравнение) можно получить из таблицы 3.1 по правилам алгебры логики: