1. Проверка логики работы D-триггера -микросхема K155ТМ2.- описание схемы,
- сборка схемы,
- проверка логики.
Описание схемы : На схеме показан один D-триггер - элемент микросхемы К155ТМ2 (D1 - всего в микросхеме два D-триггера). У элемента есть входы R и S, вход данных D, тактовый вход C и два выхода - прямой Q (5) и инверсный (6). Обратите внимание на кружок у вывода 6 и вспомните обозначение выхода элемента ЛА3 (в нём также обозначается инверсия).
К входам R, S, D, C триггера подключены кнопки. При нажатии любой из кнопок соответствующий вход будет соединён с землёй (GND), значит, на нём будет логический ноль. Если на кнопку не нажимать, то на входах будет присутствовать уровень логической 1, так как сопротивления R1-R4 (1 кОм) вторыми выводами подключены к линии VCC. На следующем изображении показаны уровни состояний на входах при работе с кнопками (при нажатии - стрелка вниз и отпускании кнопки - стрелка вверх) :
Для индикации состояний к выходам триггера (прямой - 5 и инверсный - 6) через сопротивления R5, R6 (1кОм) подключены светодиоды VD1, VD2. Светодиоды подключены катодами к линии GND и поэтому будут светиться при логической единице на выходе триггера.
Сборка схемы :1) Отключите питание от макетной платы.
2) Соберите схему. Светодиоды расположите на макетке так, чтобы было понятно, где расположен VD1 (прямой выход микросхемы), а где - VD2 (инверсный). Выводы (8,9,10,11,12,13) второго элемента микросхемы могут висеть в воздухе. На изображении не установлены сопротивления R1-R4.
3) Проверьте правильность сборки.
4) Подайте питание.
После подачи питания один из двух светодиодов должен светиться. Логика работы RS входов такая же как и во 2-ом задании (схема RS-триггера на элементах 2И-НЕ мс К155ЛА3).
При нажатии на R (тут KN1) прямой выход сбрасывается в 0 (светодиод VD1 не светится).
При нажатии на S (тут KN4) прямой выход устанавливается в 1 (светодиод VD1 светится).
Проверка логики работы триггера.Кратко :
- Установка (
Setting) и Сброс (
Reset). Активным уровнем для входов
R и
S является 0:
при
S = 0 на выходе выполняется Установка; Q = 1
при
R = 0 на выходе происходит Сброс; Q = 0
- Запись. Если S=1 и R=1, то в момент положительного перепада на С состояние с D переходит на Q.
Подробно :--- Проверка логики работы входов RS (строки 1, 2, 3 по таблице).
--- Проверка записи сигнала с входа D (строки 4, 5).
--- Уточнение момента записи на тактовом входе С (для строк 4,5).
Проверка логики работы входов R и S (асинхронный Сброс и Установка):1. Нажмите только на кнопку KN4 (S=0) и на прямом выходе Q (5) установится уровень логической 1 и поэтому светодиод VD1 будет светиться. Светодиод VD2 не будет светиться, так как на инверсном выходе (6) будет низкий уровень.
2. Нажмите только на кнопку KN1 (R=0) и светодиод VD1 погаснет, значит, на прямом выходе Q (5) происходит сброс в 0. Светодиод VD2 светится, так как на инверсном выходе (6) будет 1.
Итак,
при S=0, прямой выход Q = 1, на инверсном - 0 (асинхронная установка в 1),
при R=0, прямой выход Q = 0, на инверсном - 1 (асинхронный сброс в 0).Вход S (Setting-Установка) служит для установки прямого выхода в 1, а вход R (Reset - Сброс) служит для сброса прямого выхода в 0. Они являются асинхронными входами, так как изменяют состояние триггера в любой момент времени, независимо от состояния входов D и C (в таблице показан знак Х). Чтобы происходили Сброс или Установка, на вход R или S должен подаваться низкий уровень.
3. Неопределённость.
При одновременном удержании кнопок KN1 и KN4 оба светодиода засветятся, так как на обоих выходах (прямом и инверсном) устанавливается высокий уровень. Этот режим работы элемента очень редко используется в схемотехнике.
Проверяем логику работы входа D (загрузка 1 или 0, строка 4 и 5 таблицы):Один раз нажмите на кнопку KN1, чтобы светодиод VD1 не светился. Далее кнопки KN1 и KN4 нажимать не надо, чтобы на входах R и S были логические 1.
4. Кратковременно нажмите на кнопку KN3 (на тактовый вход С поступит импульс, поз. 2-3) и тогда должен засветиться светодиод VD1, так как на прямом выходе Q (5) устанавливается высокий уровень (поз.3). Светодиод VD2 не будет светиться, так как на инверсном выходе (6) низкий уровень.
5. Нажмите на кнопку KN2 (вход D = 0, поз.4 по диаграмме ниже) и удерживая её, кратковременно нажмите на кнопку KN3 (на тактовый вход С поступил импульс, поз.5-6) и светодиод VD1 должен погаснуть, так как на прямом выходе Q (5) устанавливается низкий уровень (поз.6). Светодиод VD2 засветится, так как на инверсном выходе (6) будет высокий уровень.
Итак, что происходит при подаче импульса на вход C ?
при D=1, прямой выход Q = 1 (В), на инверсном - 0 (Н); говорят: загрузка 1, запись 1, перенос 1 с D на Q.
при D=0, прямой выход Q = 0 (Н), на инверсном - 1 (В); говорят: загрузка 0, запись 0, перенос 0 с D на Q.В какой момент времени происходит запись ? Сигнал с входа D переходит на выход Q при подаче импульса на вход C. А точнее,
при переходе от 0 к 1 (
или говорят, при положительном фронте импульса, поз. 3 и 6). Обратите внимание по схеме на косую черту (снизу вверх) у входа C элемента ТМ2. Чтобы убедиться в этом, повторите действия 4-5, но кнопку KN3 нажимайте не кратковременно, а в начале нажмите и только через короткую задержку отпустите. Обратите внимание, что переключение состояния светодиодов
почти всегда будет происходить в момент отпускания кнопки (поз. 3 и 6). Ведь когда кнопка нажата – это низкий уровень, а когда отпускаете – становится высокий уровень, то есть, при отпускании и происходит перепад от низкого уровня к высокому уровню (от 0 к 1).
Управление входами R и S имеет приоритет по отношению к входу D и С. То есть, сбрасывать выход Q в 0 (0 на R) или устанавливать на Q выходе 1 (0 на S) можно независимо от состояния на входах D и C и поэтому можно понажимать на кнопки KN1 и KN4 при выполнении 4 и 5 пунктов.
При таком простом (кнопочном) управлении тактовым входом С неизбежен дребезг контакта, поэтому в тексте чуть ранее написано "
почти всегда". Для уменьшения (!) влияния дребезга в схеме можно установить конденсатор C1 (100 пф).
Добавлено: 13 мар 2011, 21:31
