2-laboratoriya ishi mavzu: Triggerlar va registr sxemasini ishlash tamoyilini o’rganish

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI


MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI


"Kompyuter injiniring" fakulteti
"Kompyuter tizimlari" kafedrasi
“Raqamli qurulmalarni loyihalash” fanidan


Labaratoriya ishi-2


Bajardi: KI21-02 guruh talabasi
Mardisherov A
Qabul qildi:Narqulov A
SAMARQAND – 2023


2-LABORATORIYA ISHI
Mavzu: Triggerlar va registr sxemasini ishlash tamoyilini o’rganish
Ishdan maqsad: RS, D- triggerlarining ishlash prinsipini o‟rganish Nazariy qism. EHMlarning sonli elementlari deb, mantiqiy funksiyalarni bajaruvchi, axborotlarni xotirasida saqlovchi va signallarni kuchaytiruvchi va qayta ishlovchi qurilmalarga aytiladi. Sonli avtomatlarda funksiya qiymati o‟zgaruvchilarning joriy taktdagi qiymatiga bog‟liq bo‟lmay, balki oldingi taktdagi qiymatlariga ham bog‟liqdir. Demak, sonli avtomatlar bir va undan ortiq taktdagi signallarni o‟zida saqlashi kerak. EHMlarda bu vazifalarni asosan triggerlar bajaradi. Trigger - ikkita teng kuchli, alternativ turg‟un holatga ega bo‟lgan (0 yoki 1) va axborotni yozish, saqlash va uzatish uchun xizmat qiladigan qurilmadir. Boshlang‟ich signallar ta‟sirida trigger bir turg‟un holatdan ikkinchisiga o‟tishi mumkin. Odatda trigger ikkita chiqish yo‟liga ega: birinchisi to‟g‟ri chiqish yo‟li deyiladi va Q bilan belgilanadi. Ikkinchi chiqish yo‟li teskari chiqish yo‟li deyiladi va bilan belgilanadi. Asinxron RS trigger Asinxron RS trigger ikkita mantiqiy elementlar asosida qurilishi mumkin: ”YOKI-YO‟Q” hamda “VA–YO‟Q”. Elementlar qayta aloqa zanjirlari orqali o‟zaro ulanadi. “YOKI – YO‟Q” elementlar asosida qurilgan asinxron RS triggerning funksional sxemasi va grafik belgilanishi xamda uning vakt diagrammasi quyidagi ko‟rinishga ega: Bunday trigger ikkita kirish yo‟liga (S va R) hamda ikkita chiqish yo‟liga (Q va ) ega. Bu erda R-reset-olib tashlash (sbros) va S-Set- o‟rnatish ma‟nolarini anglatadi. Endi asinxron RS triggerning ishlash prinsipini analitik taxlil etamiz: 1) S=1 va R=0 bo‟lganda triggerga «1» yoziladi (Q=1) 2) S=0 va R=1 bo‟lganda triggerga «0» yoziladi (Q=0) 3) S=0 va R=0 bo‟lganda trigger o‟z holatini saqlaydi Ushbu xolat axborotni saqlash rejimi xisoblanadi. Q Q 4) S=1 va R=1 signallarini bir vaktda berish ta‟qiqlanadi, chunki bunday kirish signallarida trigger o‟z turg‟un holatini yo‟qotadi. RS-trigger ishini tahlil qilamiz. Shuni aytib o„tish joiz-ki, bu sxemaning ikkala kirishiga bir vaqtning o„zida ochilish impulsi (mantiqiy) kelishi mumkin emas. Haqiqatdan ham, bu vaqtda ikkala VT1 va VT2 tranzistorlar berkiladi, kirish signallari tugagach, ularning ikkalasi ochiladi, ya‟ni BYA vaqtincha simmetrik holatda bo„ladi. BYA bu holatdan teng eqtimollik bilan Q=1, Q =0 yoki Q =0, Q=1 holatlardan biriga o„tishi mumkin. Ya‟ni maTumotni yozish imkoni bo„lmaydi. Shuning uchun RS-trigger alohida (mustaqil) statik kirishlar rejimida ishlaydi. Boshqaruv (ma‟lumot) kirishlarining mazmuni quyidagicha: S (set- o„rnatish) - triggerni mustaqil ravishda 1 holatiga o„rnatish uchun (Q=1, Q =0) va R (reset-olib tashlash) - triggerni mustaqil ravishda 0 holatiga o„rnatish uchun ( Q =0, Q=1). Har bir kirishga past darajali (mantiqiy 0) signal berish mumkinligi tufayli, kirishlarda boshqaruv signallarining to„rtta kombinatsiyasi ishlaydi. Ular RStriggerning holatlar jadvalining R va S ustunlarida keltirilgan (2-jadval). RS-triggerning holatlar jadvali Kirish signallarining mumkin bo„lgan to„rtta kombinatsiyasida

Kirish signallarining mumkin bo„lgan to„rtta kombinatsiyasida trigger qanday holatlarda bo„lishini ko„rib chiqamiz. 1-kombinatsiya. R=0, S=0. VT3 va VT4 tranzistorlar ochilmaydi, va shuning uchun BYAlar ularning holatiga ta‟sir ko„rsata olmaydi. Q va Q chiqishdagi signallar o„zgarishsiz qoladi. Demak, triggyerda avval yozilgan ma‟lumot saqlanib qoladi. 2-kombinatsiya. R=0, S=1. VT4 tranzistor to„yinishgacha ochiladi, va chiqishdagi kuchlanish kichik bo„ladi (mantiqiy 0). UK2 =UK1 =UB1 bog„liqlik tufayli VT1 tranzistor berkiladi va berk holatga o„tadi. Shuning uchun chiqishda yuqori kuchlanish (mantiqiy 1) hosil bo„ladi, ya‟ni Q=1 Q=0. VT1 va VT2 tranzistorlarning mazkur holatlari trigger tomonidan eslab qolinadi. 3-kombinatsiya. R=1, S=0. Bu vaqtda chiqishdagi kuchlanishlar o„zgaradi: Q =0, Q=1 bo„lib, trigger yangi holatni saqlab qoladi. 4-kombinatsiya. R=1, S=1. Bunday kirish signalini RS-trigger qabul qila olmaydi, chunki u aniq emas holatda bo„ladi. Shuning uchun bu kombinatsiya man etilgan. Amaliyotda RS-triggerlar invertorlarda emas, balki HAM-EMAS yoki YOKIEMAS MElaridan tuziladi. Bu vaqtda trigger yoki invers (HAM-EMAS negizida), yoki to„g„ri (YOKI-EMAS negizida) ma‟lumot kirishlariga ega bo„ladi. Trigger ishini aks ettirish uchun holatlar jadvalidan foydalaniladi (3-jadval).

RS - triggerda ma‟lumot yozish boshqaruv signali berilishi bilan ixtiyoriy vaqt momentlarida amalga oshiriladi. Bunday triggerlar asinxron deb ataladi. RS - triggerning berilgan Qn holatidan Qn+i holatiga o„tish qoidasi mantiqiy funksiya (MAF) orqali ifodalanadi

invers ma‟lumot kirishlariga ega bo„lgan RS-trigger uchun ifoda quyidagicha bo„ladi

Mustaqil qurilma sifatidagi elementar asinxron RS-triggerlari juda kam ishlatiladi. Lekin ular ko„pincha murakkab triggerlarning asosiy tashkil etuvchi qismi tarkibiga kiradilar. Ko„p hollarda RS-trigger mustaqil IMS sifatida ishlab chiqariladi. Masalan, K555TP2 IS qobig„ida to„rtta RS-trigger mavjud bo„lib, ularning ikkalasi ikkitadan o„ rnatish kirishlariga ega. Sinxron RS-trigger. Elementar asinxron RS-triggerli yacheykalar - turli kombinatsion qurilmalarning asosi bo„lib hisoblanadi. Ular qatoriga hisoblagichlar, registrlar va chastota bo„luvchilari kiradi. Bu qurilmalarda takt signali yoki sinxronlash signali deb ataluvchi maxsus signal yordamida avval kiritilgan maTumotni chiqishga uzatish va keyingi xotira yacheykasiga yozib qo„yish kerak. Bunday rejimni amalga oshirish uchun RS-trigger qo„shimcha C (clock) takt kirishi bilan to„ldiriladi, va u sinxron trigger deb ataladi. Sinxron trigger ham maTumot, ham takt kirishlarida signal mavjud bo„lgandagina o„z holatini o„zgartiradi. Bunda sinxron trigger takt impulsining cho„qqisi, fronti yoki kesishi bilan boshharilishi mumkin. Impuls fronti yoki kesishi bilan o„z holatini o„zgartiradigan trigger kirishlari dinamik kirishlar deb ataladi. Agar trigger cho„qqiga etgan, ya‟ni katta uzanlikka ega bo„lgan signal bilan boshharilsa, bunday kirish statik deb ataladi. Sinxron RS-trigger asinxron trigger va ikkita HAM-EMAS elementidan tashkil topgan bo„lib, shular tufayli mantiqiy bir signali bir vaqtni o„zida C takt kirishiga va S yoki R ma‟lumot kirishlaridan biriga berilgandagina trigger o„z holatini o„zgartiradi. Sinxron RS-trigger tuzilma sxemasi va uning shartli belgisi mos ravishda 4.6-a va b rasmlarda keltirlgan. C, S va R to„g„ri kirishlarga ega bo„lgan trigger uchun ishlash qoidalari o„tishlar (haqiqiylik) jadvali yordamida ifodalanadi (4.3- jadval). Ko„rinib turibdi- ki, kirishlar soni 3 ta bo„lganda, C, S va R kirish signallarining kombinatsiyasi 8 ga teng. 4-jadvaldan kelib chiqib, takt kirishida “1” signali bo„lmaganda ma‟lumot kirishlarining ixtiyoriy kirish signali kombinatsiyasida RCS- trigger avvalgi ma‟lumotni eslab turish rejimida ishlaydi. Kirish signallarining S=R=C=1 kombinatsiyasi mumkin emas, chunki bu holda, asinxron triggerning S' va R' kirishlarida bizga ma‟lum bo„lgan S'=R'=0 man etilgan kombinatsiya hosil bo„ladi.

Bu yerda, S' = CS, R' = C R. 4-javdalni qo„llagan holda, sinxron RCS-trigger ishini ifodalovchi minimizaciyalangan MAF hosil bo„ladi D-trigger. D-trigger yagona D (data) ma‟lumot kirishiga ega. Uning kam miqdorda ishlab chiharilishiga sabab, narhi yuqori bo„lgan chiqishlarning kichik soni. D-trigger uchun to„rtta tashqi chiqish kifoya: D-ma‟lumot kirishi, C-takt kirishi, ikkita Q va Q chiqishlar (ularning biri mavjud bo„lmasligi ham mumkin). Dtrigger sxemasi (6-rasm) RCS-trigger sxemasidan invertor mavjudligi bilan farqlanadi. 6-rasm. D-trigger tuzilma sxemasi
6-rasm. D-trigger tuzilma sxemasi (a) va shartli belgisi (b). D-triggernig ishlash prinsipi: D-kirishga berilayotgan ma‟lumot trigger chiqishida faqat sinxrosignal berilgandagina paydo bo„ladi. Yuqoridagilardan kelib chiqqan holda D-trigger quyidagi o„tishlar jadvaliga ega (5-jadval).
T-trigger. Ikki pog„onali triggerlar registr va hisoblagich kabi ko„prazryadli qurilmalar ishi uchun mo„ljallangan bo„lib, ularda triggerli yacheykalarning ishonchli va aniq ishlashi talab etiladi. T-trigger sanoq triggeri deb ham ataladi, chunki kirishga aktiv mantiqiy signal berilganda u o„z holatini qarama-qarshi (teskari) holatga o„zgartiradi. Ikki pog„onali triggerlar MS-trigger deb ham ataladi (inglizcha master va slave - usta va yordamchi so„zlaridan olingan). Nomidan kelib Qn n 1   СQ СD chiqqan holda bunday trigger ikkita RCS-triggerdan tashkil topgan (4.8-a rasm). Ikkala TM (usta) va TP (yordamchi) triggerlarining kirishlari o‟zaro invertor orqali ulangan. TM-TP triggerini to„liq takt impuls (fronti va kesimi) boshharadi. Haqiqatdan ham, agar har bir trigger impulsning fronti va kesimi bilan boshharilsa, kirishdagi RS-kombinatsiya C takt impulsining fronti kelishi bilan TMga yoziladi. Bu vaqtda TPga ma‟lumot yozilishi mumkin emas. C kirish impulsi kesimi kelishi bilan invertor chiqishida u front sifatida hosil bo„ladi. Demak, Q va Q‟ chiqishlardagi ma‟lumot C takt impulsi tugagach (kesim kelganda), T (togglerelaksator) ma‟lumot kirishida mantiqiy 1 mavjud bo„lganda TP ga uzatiladi.

7-rasm. Ikki pogʻonali T-trigger (a) va uning shartli belgisi (b). Hisobot uchun topshiriq RS triggerning ishlash prinsipini o‟rganish Electronics Workbench dasturida “RS Trigger” elementini yig‟ish. EWB dasturini ishga tushiramiz.
“Sources” bo‟limidagi bizga +Vcc Voltage Source piktogrammasi kerak bo‟ladi. Basic bo‟limidan Switch piktogrammasini ham ishchi maydonga joylashtiramiz.Switch piktogrammasi kalit vazifasini bajaradi. RS Trigger ishlashi uchun kerak bo‟ladigan barcha elementlarni yig‟ib olganimizdan so‟ng, quyida jadvaldagi ko‟rinish yuzaga keladi. RS Trigger elementini ishga tushirish uchun “Aktivate Simulation” piktogrammasini bosamiz.Natijalar kalitlar ya‟ni uzib-ulagichlar yordamida olamiz. Endi asinxron RS triggerning ishlash prinsipini analitik taxlil etamiz: 1) S=0 va R=1 bo‟lganda triggerga «0» yoziladi (Q=0) 2) S=1 va R=0 bo‟lganda triggerga «1» yoziladi (Q=1)
Electronics Workbench dasturida “D-Trigger” elementini yig‟ish. EWB dasturini ishga tushiramiz. “Digital” bo‟limidagi “D Flip-Flops“ elementini ishchi maydonga qo‟yamiz. D trigger yasash uchun kerak bo‟ladigan boshqa piktogrammalarni ham ishchi maydonga joylashtiramiz. D-Trigger ishlashi uchun kerak bo‟ladigan barcha elementlarni yig‟ib olganimizdan so‟ng, quyida jadvaldagi ko‟rinish yuzaga keladi. D-Trigger elementini ishga tushirish uchun “Activate Simulation” piktogrammasini bosamiz.Natijalar kalitlar ya‟ni uzib-ulagichlar yordamida olamiz. Endi D triggerning ishlash prinsipini analitik taxlil etamiz: 5) D=1 va S=1 bog‟lganda triggerga «1» yoziladi (Q=1) 2) D=0 va S=1 bog‟lganda triggerga «0» yoziladi (Q=0)

1. 
   Barcha manbalarni uzgandagi holatni tekshiring.