POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Energoelektroniki i Sterowania
Laboratorium Elektroniki i Energoelektroniki Temat ćwiczenia: Układy sekwencyjne – przerzutniki i liczniki
Studia stacjonarne I stopnia Nr grupy : P43
Uwagi :

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było poznanie podstawowych cyfrowych układów sekwencyjnych, jakimi są przerzutniki, rejestry i liczniki. Przedmiotami badanymi były:

• przerzutnik typu D,

• przerzutnik JK,

• przerzutnik typu T,

• przerzutnik RS asynchroniczny,

• przerzutnik RS synchroniczny,

• liczniki dziesiętne 7490 (PT-11B),

• licznik modulo 16- 7496 (PT-11B),

• licznik modulo N

2. Przebieg ćwiczenia:

2.1 Przerzutniki

Asynchroniczny przerzutnik RS:

Buduje się go z dwóch bramek logicznych NOR (górny) lub NAND

Rys.1. Przerzutnik RS na bramkach NAND

Jest on najprostszym rodzajem przerzutnika. Posiada 2wejścia:S (ang. Set) - wejście ustawiające R (ang. Reset) - wejście zerujące oraz 2 wyjścia: - wyjście zwykłe - wyjście zanegowane.

Tab.1. Tabela prawdy RS asynchroniczny

S	R	Q	Q
0	0	1	1
1	0	0	1
0	1	1	0
1	1	1	0

Rys.2. Przebieg czasowy RS asynchroniczny

Przerzutniki RS mają następujące symbole graficzne:

z bramek NOR	z bramek NAND

Rys.3. Przerzutniki RS symbole graficzne:

Przerzutnik RS (synchroniczny):

Różni się on od asynchronicznego p. RS tylko dodatkowym wejściem zegarowym. Wejście zegarowe podłączamy do przerzutnika dwoma bramkami NAND (można także użyć innych bramek) do wejścia R i S.

Rys.4. Przerzutnik RS synchroniczny

na bramkach NAND

Tab.2. Tabela prawdy RS synchroniczny

C	S	R	Q	Q
1	1	0	1	0
0	1	0	0	0
1	0	1	0	1
0	0	1	1	1

Rys.5. Przebieg czasowy RS synchroniczny

Rys.6. Przerzutnik RS synchroniczny symbol graficzny

Przerzutnik JK:

Przerzutnik aktywowany jest zboczem opadającym (1->0)

Różni się on od asynchronicznego p. RS tylko dodatkowym wejściem zegarowym.

Rys.7.Przerzutnik JK

Tab.3. Tabela prawdy JK

J	K	Q	Q
1	0	1	0
0	1	0	1
1	1	zamiana
0	0	brak zmian

Rys.8. Przerzutnik JK symbol graficzny

Jak widać w tablicy prawdy przerzutnik ten jest zbliżony do RS. Tym razem złącze K zeruje, a złączej J ustawia na "1". Przerzutnik ten nie ma stanu wzbronionego. Przy J=K=1 na wyjściu Q pojawia się ~Q a na wyjściu ~Q pojawia się Q.Przerzutnik ten jest najbardziej uniwersalnym i w łatwy sposób daje się przerobić na wszystkie inne przerzutniki.

Przerzutnik D

Rys.9. Przerzutnik D

Rys.10. Przerzutnik D symbol graficzny

Tab.4. Tabela prawdy przerzutnik D

C	D	Q	Q
1	1	1	0
0	1	1	0
1	0	0	1
0	0	0	1

Rys.11. Przebieg czasowy przerzutnik D

Przerzutnik T nie został zrealizowany z powodu uszkodzenia płytki laboratoryjnej

Wnioski:

Na podstawie wyników pomiarów można stwierdzić iż w przerzutniku RS asynchronicznym Stan w którym oba wyjścia są w stanie niskim jest stanem niedozwolonym. Jest on niezgodny z definicją stanów wyjściowych przerzutnika, zgodnie z którą stan obu wyjść musi być przeciwny. Badany przez nas przerzutnik działał poprawnie.

Kolejnym badanym przerzutnikiem był przerzutnik RS synchroniczny, który posiada dodatkowe wejście taktujące. Od zwykłego przerzutnika RS różni się tym, że nie zmienia stanu swoich wyjść od razu po zmianie sygnałów sterujących S i R. Czasami może okazać się pożądane, aby taka zmiana następowała synchronicznie z sygnałem zegarowym. Dzięki temu możemy zlikwidować zakłócenia i hazardy oraz synchronizować poszczególne elementy układu logicznego. Jeśli na wejściu zegarowym jest stan nieaktywny to przerzutnik nie reaguje na zmiany sygnałów na pozostałych wejściach. Jeśli natomiast na wejściu zegarowym jest stan aktywny przerzutnik zmienia się zgodnie z tablicą (dla przerzutnika typu RS).

Przerzutnik JK również działał poprawnie i generował oczekiwane sygnały wyjściowe.

Mieliśmy pewne problemy z płytką laboratoryjną i nie udało nam się zbadać wszystkich badanych obiektów.