Цель работы: Исследовать работу триггеров RS-, D- и T-типов на элементах ИЛИ-НЕ, И-НЕ.
Оборудование: Стенд универсальный ОАВТ, плата 2, технологические карты II-1 - схема RS-триггера на элементах ИЛИ-НЕ, II-2 - схема RS-триггера на элементах И-НЕ, II-3 - схема RS-триггера в интегральном исполнении, II-4 - схема D-триггера, II-7 - схема T-триггера.
1. Ход выполнения работы
1.1. Исследование работы RS-триггера.
1.1.1. RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ.
Используется карта II-1. Управляющие сигналы подаются с кнопок SB2 - вход R и SB3 - вход S. Уровни входных сигналов индицируются светодиодами HL1 и HL2, уровни выходных сигналов - HL3 (Выход 
) и HL4 (выход 
). Уровень логической «1» соответствует горящему светодиоду HL, логического «0» - погасшему.
Составить таблицу изменений состояний в зависимости от входных сигналов и нарисовать временные диаграммы, иллюстрирующие работу триггера.
Рисунок 1 |
Рисунок 2 |
1.1.2. RS-триггер на элементах И-НЕ.
Используется карта II-2. Активный входной уровень - логический «0». Управляющие сигналы подаются с кнопок SB2 - сигнал S (уровень входного сигнала индицируется в инверсном коде на светодиоде HL1), SB3 - сигнал R (уровень сигнала определяют по светодиоду HL2). Триггер выполнен на элементах ТТЛ (транзисторно-транзисторной логики). Основу ТТЛ составляют многовходовые логические элементы со сложным инвертором, в выходном каскаде используется составной транзистор. Поэтому логический «0» соответствует напряжению не более 0,4 В, а логическая «1» не менее 2,4 В.
Выходные сигналы: - светодиод HL3, - светодиод HL4. Составить таблицу изменений состояний в зависимости от входных сигналов и нарисовать временные диаграммы, иллюстрирующие работу триггера.
Рисунок 3 |
Рисунок 4 |
1.1.3. RS-триггер в интегральном исполнении.
Используется карта II-3. Схема аналогична предыдущей. Составить таблицу изменений состояний в зависимости от входных сигналов и нарисовать временные диаграммы.
Рисунок 5 |
Рисунок 6 |
1.2. Исследование работы D-триггера.
Используется карта II-4. Уровень сигнала на D-входе определяется по положению тумблера SA1. Разомкнутое состояние соответствует логической «1», а замкнутое - логическому «0». Тактирующие импульсы подаются с помощью кнопки SB1. Выходные уровни определяются по индикаторам HL1 (инверсный выход) и HL2 (прямой выход).
Составить таблицу изменений состояний в зависимости от входных сигналов. Нарисовать временные диаграммы напряжений на выходе по известным сигналам на входах D и С. Провести эксперимент, подтверждающий, что запись информации происходит по фронту синхроимпульса. Подключить осциллограф к выводам ХЗ и 16 (общий). Наблюдать изменение уровня сигнала на осциллографе при поступлении синхроимпульса.
Рисунок 7
1.3. Исследование работы T-триггера.
Используется карта II-7. На плате 2 соединить перемычкой точки Y1 и X2. Нарисовать временные диаграммы работы T-триггера.
Рисунок 8
2. Содержание отчета
2.1. Цель работы.
2.2. Схемы и условные графические обозначения триггеров.
2.3. Результаты работы в виде таблиц и графиков
2.4. Выводы о работе.
3. Контрольные вопросы
3.1. Объяснить назначение R-, S-, D-, T-входов триггеров.
3.2. Объяснить работу триггеров по сигналам высокого и низкого уровней.
3.3. Указать область применения триггеров.
3.4. В чем различие между синхронным и асинхронным триггером?
3.5. Пояснить работу и составить таблицу состояний триггера микросхемы К155ТМ2.
Для того чтобы активизировать учебно-познавательную деятельность студентов, предлагается использовать современные педагогические технологии, в частности метод «Аквариум», который можно провести по следующему сценарию.
1. Орг. момент
Парты или столы сдвигаются к стенам, чтобы в середине класса было свободное место. Заранее готовятся все наглядные и технические средства.
2. Далее педагогом желающим предлагается выйти к доске или в центр класса. Эти ребята получают конкретные задания (в данном случае – это исследовать работу триггеров RS-, D- и T-типов на элементах ИЛИ-НЕ, И-НЕ) и начинают действовать в соответствии с полученной инструкцией.
3. Остальные участники салятся таким образом, чтобы им было хорошо видно все происходящее в центре класса. Для каждого из этих ребят главной задачей является наблюдать за происходящим и за действием, какого – либо определенного из участников активной группы, чтобы потом во время обсуждения высказать свои впечатления и замечания.
4. Выполнение упражнения активно работающими учениками.
Обсуждение и подведение итогов.
В результате такой организации практических занятий по курсу «Микропроцессорные системы и средства управления и автоматизации» у студентов формируется и развивается не только учебные знания, умения и навыки, развивающие, но и практические.
Например:
1. Работа в команде.
2. Умение анализировать.
3. Развитие критического мышления и т.д.
Литература
К.В. Татмышевский, А.С. Григорьев, С.А. Козлов. Электроника и микропроцессорная техника. Цифровые устройства: Методические указания к лабораторным работам. - Владимир, 2005 год