Лабораторная работа №3 Researching flip-flops using Electronics Workbench application software

Construct the electronic circuit according to the drawing and fill in a table.

Собрать электронную схему согласно рисунка и заполнить таблицу.

To research this circuit it’s necessary to click on the switcher in the top right corner of the working field (1 – “on”, 0 – “off”).

Для исследования работы схемы ее необходимо включить, щелкнув мышью 1 раз по переключателю, расположенному в правом верхнем углу рабочего поля (1– вкл., 0 – выкл.).

Q Qt+1 R S 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1

1.2. Researching JК- flip-flop using logic gates and RS-flip-flops.

Исследование JК–триггера с использованием логических элементов и RS–триггеров.

Construct the circuit according to this drawing and research its operation.

Собрать схему JК–триггера согласно прилагаемой схеме и исследуйте ее работу.

1.3. Researching the clocked JКRS flip-flop.

Исследование тактируемого JКRS –триггера.

Construct JКRS flip-flop circuit.

Собрать схему JКRS–триггера.

Check that:

Убедитесь в том, что:

• 
  Q=1 at (при) R=1 and (и) S=0 (irrespective of the value of other inputs - независимо от состояния остальных входов);
  
• 
  Q=0 at (при) R=0, S=1 (irrespective of the value of other inputs независимо от состояния остальных входов);
  
• 
  Set (Установите) R=1, S=1 and fill in the truth table (и составьте таблицу истинности).
  

1.4. Researching D-flip-flop in the counting mode.

Исследование работы D–триггера в счётном режиме.

Construct D flip-flop circuit.

Собрать схему D–триггера.

Sending clock pulses to C input using C switch define the value of the flip-flop’s outputs (using indicators Q and Q’), its waveform diagram in the counting mode.

Подавая на счётный вход С тактовые импульсы с помощью ключа [C], определите состояние выходов триггера при помощи индикаторов Q и Q` и составьте временные диаграммы работы триггера в счётном режиме.

The manual pulse generation circuit (схема ручного формирования импульсов - РФИ).

Note.

In all laboratory works clock pulses (синхровход “С”) are formed using the manual pulse generation circuit (схема ручного формирования импульсов - РФИ).

Собрать схему ручного формирования импульсов и проверить ее работу (нажав на кнопку S1) с помощью световых индикаторов и осциллографа.

Собрать схему асинхронного RS-триггера, используя логические элементы И-НЕ и получить таблицу истинности триггера (необходимо соединить выходы и со светодиодами).

Truth table (таблица истинности).

Собрать схему тактируемого RS-триггера, используя логические элементы И-НЕ и получить таблицу истинности триггера с использованием тактовых импульсов от ГОИ (генератора одиночных импульсов).

Собрать схему тактируемого D -триггера, используя логические элементы И-НЕ и получить таблицу истинности триггера с использованием тактовых импульсов от ГОИ (генератора одиночных импульсов).

Собрать тактируемый JK-триггер, используя логические элементы И-НЕ и получить таблицу истинности триггера (используя генератор импульсов ГОИ).

To avoid the prohibited input combination of RS-flip-flop (when R=1 and S=1 simultaneously and its outputs ==1 and RS-flip-flop stops to be a flip-flop) a JK-flip-flop was developed.

It has 3 inputs – J R, K S and C – clock pulse input.

Для того, чтобы избежать запрещенную входную комбинацию RS-триггера (когда R=1 и S=1, при этом выходы ==1 и он перестает быть триггером), был специально разработан JK-триггер. Он имеет 3 входа: J R, K S and C – вход тактовых импульсов.

If J=1 and K=0 (or inversely) – it is working as a synchronous RS-flip-flop; and if J=K=1 – it is working as T-flip-flop.

Если J=1 и K=0 (или наоборот) – он работает как синхронный RS-триггер, а если J=K=1 – то он превращается в Т-триггер.



Logic diagram of clocked JK-flip-flop.

Структурная схема тактируемого JK-триггера.

Условные обозначения:

Truth table – таблица истинности;

No change – без изменения;

Toggles – переключение.

A simplified version of the versatile JK flip-flop. Note that the outputs feed back to the enabling NAND gates. This is what gives the toggling action when J=K=1.

Упрощенная версия универсального JK-триггера. Обратите внимание на то, что выходы соединены на входы разрешения логических элементов И-НЕ.
2.6. Construct a T-flip-flop using clocked JK-flip-flops (using NAND logic gates) and obtain its truth table (you have to obtain clock pulses the manual pulse generation circuit).

Собрать Т-триггер, используя тактируемый JK-триггер, логические элементы И-НЕ и получить таблицу истинности триггера (используя генератор импульсов ГОИ в качестве).

The T Flip-Flop

Т-триггер

The T or "toggle" flip-flop changes its output on each clock edge, giving an output which is half the frequency of the signal to the T input.

Т-триггер изменяет свой выход при каждом фронте тактового импульса, при этом на выходе получается половинная частота входного сигнала.

Исследование универсального DRS-триггера на основе ИС 155ТМ2.

Исследование универсального JKRS-триггера на основе ИС 155ТВ1.

Соедините входы S, R, J, K с переключателями “1”/”0”, вход С – с ГОИ, а выход Q – со светодиодом.

Исследовать 2-х ступенчатый тактируемый RS-триггер.

Install “Java Applets download” (инсталлировать программу Java Applets download);

Open the file (открыть файл) Applets at TAMS -> HADES -> “HADES applet collection” and study the following files (изучить следующие файлы):
    Basic SR flipflops

    SR-flipflop (variant)

    Clocked SR-flipflop (AND-NOR)

    D-type latch with NAND gates

    Edge-triggered D-type flipflop

    D-type flipflop with enable-input

    JK-flipflop

    Master-slave JK-flipflop with reset

    Master-slave JK-flipflop (metastable)

    TTL-series 7476 JK-flipflop

    Flipflop components demonstration

    LSSD level-sensitive scan design latch

• 
  Stack controller
  

1. Generalized block diagram of a memory automaton and finite state machine (Обобщенная структурная схема автомата с памятью и конечного автомата);

2. Finite State Machines (конечные автоматы);

3. Mealy, Moore automatons, their description and generalized block diagrams (Автоматы Мили, Мура, их описание и обобщенные структурные схемы);

4. Unified Modeling Language and its applications (Универсальный язык программирования и его применение);

5. The structure and operation of RS, D, T, JK flip-flops, master-slave flip-flops (Устройство и работа RS, D, T, JK и двухтактных триггеров);

6. Schmitt trigger (триггер Шмита).

In your report you must indicate (в отчете необходимо указать):

- the name of the laboratory work (название работы);

- your faculty, specialty, group (факультет, специальность, группа);

- your surname (family name) and name (ФИО);

- tasks to be carried out during this laboratory work (выполняемые задачи);

- your conclusions (выводы).