T8 Cyfrowe układy sekwencyjne

Przerzutniki bistabilne - badanie i zastosowanie. Metodologia i technika składania układów sekwencyjnych oraz ich badania.

Przed zajęciami.

A) Zapoznaj się w literaturze z działaniem i właściwościami układów do tematu, wymienionych na początku punktu „Program ćwiczenia”. Będziesz badał cyfrowe właściwości przerzutników i układów na nich: tabele prawdy i diagramy czasowe. Zwróć uwagę na różne rodzaje wejść: danych, zerujące i ustawiające, zegarowe, zezwolenia a także na ich priorytety i stany zabronione. Na podstawie wykładu i literatury zaproponuj racjonalne sposoby badania.

B) Do każdego punktu przygotuj schemat. Jeżeli układ wymaga projektu - koniecznie dodaj odpowiednią tabelę prawdy (uważaj na oznaczenia wejść!) i diagramy czasowe tj. sekwencje czasowe sygnałów.

Program ćwiczenia.

Stosowane w ćwiczeniu układy scalone to z grupy TTL: 7400 (cztery NAND 2-wej) 1 szt.
7474 (dwa przerz. D zboczowe) 1 szt.
7475 (cztery przerz. D latch) 1 szt.
74107 (dwa przerz. JK-MS) 1 szt.
oraz z grupy CMOS 74001 (cztery NOR 2-wej) 1 szt.

Tylko te układy możesz wykorzystać do projektu!

Wszystkie uruchamiane i badane układy będą zasilane tylko jednym napięciem, znamionowo: U_sup = + 5 V.

Pamiętaj, że o stanie wyjść układu sekwencyjnego może decydować aktualna kombinacja sygnałów na wejściach (co było typowe dla układów kombinacyjnych), ale także historia układu, tzn. kolejność podawania na wejścia różnych sygnałów. W związku z tym nie wystarczy tylko tyle wierszy w tabeli do sprawdzenia działania logicznego, co dla układu kombinacyjnego o tej samej liczbie wejść.

A.  Przerzutniki asynchroniczne, zbadaj:

1. Zaprojektowany i połączony asynchroniczny przerzutnik RS zbudowany z bramek NAND, układ 7400. Czy przykładowa tabela badania (tab.1) ma prawidłową kolejność stanów na wejściach? Uzasadnij odpowiedź. Jaki sygnał na wejściu jest wymuszającym, czyli jednoznacznie definiującym stan wyjścia z tego samego funktora, 0 czy 1?

Tab.1 Badanie przerz. asynchr. RS na NAND'ach. (Czy dobrze zaprojektowano badanie?)
R	S			wniosek
1	1
0	1
1	1
1	0
1	1
0	0
1	1
0	1
1	0

2. Zaprojektowany i połączony asynchroniczny przerzutnik RS zbudowany z bramek NOR, układ 74001. Jaka sekwencja stanów wejść przy badaniu jest prawidłowa? Czy taka jak w pkt.1? Jaki sygnał na wejściu jest wymuszającym, 0 czy 1?

3. Przerzutnik RS na układzie 7474 ze stanem 0 na wejściach D i C. Wniosek: ten przerzutnik ma tabelę prawdy identyczną z układem z punktu …..

B.  Przerzutniki synchroniczne, zbadaj:

4. Przerzutnik D - typ „zboczowy”, jeden z układu 7474.

5. Przerzutnik D - typ „latch”, jeden z układu 7475; porównaj z poprzednim, sformułuj wnioski.

6. Przerzutnik JK-MS (dwutaktowy, tzw. Master-Slave), jeden z układu 74107. Nie wykonuj pełnego badania a jedynie zapisz teoretycznie i zbadaj: na ile sposobów można osiągnąć stan wyjścia Q = 0?

C.  Układy sekwencyjne; zaprojektuj, połącz i zbadaj:

Uwaga: w układach z punktów 7 i 8 powinno być niezależne, priorytetowe wejście zerujące.

7. Asynchroniczny licznik dwubitowy - dzielnik częstotliwości przez 4 zbudowany na dwóch przerzutnikach JK-MS, z jednego układu 74107.

8. Rejestr przesuwny dwubitowy z wejściem szeregowym, wyjściami równoległym i szeregowym, zbudowany na dwóch przerzutnikach JK-MS, z jednego układu 74107.

---