Пример выполнения
На рис. 2.9 приведена схема регистра на J-K триггерах, осуществляющего сдвиг влево. Временная диаграмма его режима работы изображена на рис. 2.10.
Рис.
2.9 Схема 4-х разрядного регистра на
JK-триггерах,
реализующего сдвиг влево
В данной схеме используются логический анализатор (ЛА 150 HZ), функциональный генератор (ГФ частота «10 Hz») с переключателем (П «DIPSW1»), генератор одиночных импульсов (ГОИ «Ster_Voltage») с ключом (К «DIPSW1»), световые индикаторы (CLK, 1-4) и JK-триггеры (D1-D4 «JK_FF»).
Устанавливаем схему в исходное состояние. D1, D2, D3 – в состояние нуля, D4 – в состояние единицы (это можно наблюдать по световому индикатору 4). После этого подаем сигналы с генератора импульсов. Идет сдвиг единичного сигнала влево, с D4 на D3, затем на D2 и на D1. Этот сдвиг виден на временной диаграмме.
Рис.2.10 Временная диаграмма режима работы регистра
Контрольные вопросы
1. Определите назначение регистра.
2. Объясните работу сдвигающего регистра.
3. Определите время сдвига в регистре.
4. Какова возможность преобразования кода в схеме?
5. Какие типы регистров существуют?
6. Какие поразрядные логические операции выполняются на регистрах.
7. Определите неисправности в схеме.
Варианты заданий
Разработать схемы изученных регистров и счетчика Джонсона, используя D-триггеры, j-k-триггеры (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Вариант |
Сдвиг влево |
Сдвиг вправо |
Реверсивный сдвиг n=3 |
Счетчик Джонсона |
||||||||||
D |
j-k |
D |
j-k |
D |
D |
j-k |
||||||||
1 |
|
+ |
+ |
|
+ |
|
+ |
|
||||||
2 |
|
+ |
+ |
|
+ |
|
+ |
|
||||||
3 |
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
||||||
4 |
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
||||||
5 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
||||||
6 |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
||||||
7 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
||||||
8 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
||||||
9 |
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
||||||
10 |
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
||||||
11 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
||||||
12 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
||||||
13 |
|
+ |
+ |
|
+ |
|
+ |
|
||||||
14 |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
|
|
||||||
15 |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
|
||||||
Содержание отчета
Наименование работы.
Цель работы.
Краткие теоретические сведения.
Вариант задания.
Пример выполнения схем регистров и счетчика Джонсона.
Временная диаграмма работы.
Анализ полученных результатов и выводы.
Подпись исполнителя.
Лабораторная работа № 3
«Счётчики»
Цель работы: изучение схемы двоичных счетчиков; построение и исследование счетчиков и пересчетных схем с заданным числом состояний.
Краткие теоретические сведения
Счетчик – цифровое устройство, определяющее, сколько раз на его входе появится определенный логический уровень, т.е. он подсчитывает содержащиеся во входных сигналах переходы с уровня логического 0 к уровню логической 1. При входном сигнале, имеющем форму последовательности импульсов, счётчик ведёт счёт поступающих на вход импульсов.
Числа в счетчике представляются некоторыми комбинациями состояний триггеров. При поступлении на вход очередного уровня логической 1 в счетчике устанавливается новая комбинация состояний триггеров, соответствующая числу, на единицу большому предыдущего числа. Таким образом, счетчик представляет собой логическое устройство последовательностного типа, в котором новое состояние определяется предыдущим состоянием и значением логической переменной на входе.
Счетчики подразделяются на простые и реверсивные. Простые счетчики работают в режиме сложения – суммирующие счетчики, либо в режиме вычитания – вычитающие счетчики. Реверсивные счетчики реализуют оба режима счета.
Быстродействие счетчика зависит от реализации межразрядных соединений. Существует три основных способа передачи сигналов переносов: последовательный, параллельный и групповой. Групповой перенос представляет комбинацию параллельного переноса в группе и последовательного между группами разрядов счетчика или наоборот.
В счетчике с последовательным переносом на вход следующего старшего разряда счетчика подается сигнал непосредственно с выхода предшествующего младшего разряда, поэтому триггеры счетчика переключаются последовательно: выходной сигнал на последнем старшем разряде появляется только после срабатывания всех младших разрядов.
На рис. 3.1 и рис. 3.2 приведены схемы суммирующего, а на рис. 3.3 и рис. 3.4 вычитающего счетчиков с последовательным переносом, реализованных на триггерах D- и j-k-типов соответственно.
Рис. 3.1 Схема суммирующего счетчика с последовательным переносом реализованного на D-триггерах
Рис. 3.2 Схема суммирующего счетчика с последовательным переносом реализованного на j-k-триггерах
Рис. 3.3 Схема вычитающего счетчика с последовательным переносом реализованного на D-триггерах
Рис. 3.4 Схема вычитающего счетчика с последовательным переносом реализованного на j-k-триггерах
В счетчиках с параллельным переносом на информационный вход каждого разряда поступают сигналы с выходов всех предшествующих младших разрядов, а входной счетный сигнал одновременно поступает на синхровходы «С» триггеров во всех разрядах. Счетчики с параллельным переносом обычно строятся на базе j-k и D-триггеров, синхронизируемых входом. На рис. 3.5 представлена схема суммирующего счетчика с параллельным переносом на триггерах типа j-k.
Рис. 3.5 Схема суммирующего счетчика с параллельным переносом реализованного на j-k-триггерах