Gruppe 108: Janina Bär Christian Hörr Robert Rex

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1 TEHNIHE UNIVEITÄT HEMNITZ FAULTÄT FÜ INFOMATI Hardwarepraktikum im W /3 Versuch 3 equetielle ysteme I Gruppe 8: aia Bär hristia Hörr obert ex hemitz, 7. November

2 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I Aufgabe Utersuche ie theoretisch ud praktisch die Wirkugsweise des achfolged dargestellte taktzustadsgesteuerte -FF! Vergleiche ie das Verhalte der beide Variate! Am.: ie Takt-Negatore habe eie Verzögerugszeit vo je s, die beide FF-Hälfte (AN-NO ud Negator) je s! Abbildug.: ealisierug eies -FF mit eiem Taktegator Für die erste chaltugsvariate gelte laut chaltpla die Gleichuge ud ( ) ( ). tatt des im kript agegebee Negators i der reuzkopplug wurde i der Versuchsdurchführug der chaltzeit wege ei schelleres NO- Gatter verwedet. t i s Tabelle : Verhalte vo Variate im Iitialzustad (, ) Wie ma aus der Tabelle erkee ka, besitze alle Variable im Iitialzustad de Wert. Zum Zeitpukt t s werde sich ud zu ergebe. wird da auf bleibe, da desse Produktterme i alle achfolgede Zeiteiheite falsch sid ud damit

3 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I 3 die NO-Verküpfug wahr wird. wird sich immer aus ergebe ud damit auf verharre. ara ädert sich auch ichts, we ach s der Taktegator das igal auf hebt. ie Gleichuge Abbildug.: ealisierug eies -FF mit zwei Taktegatore ud ( ) ( ) liege der chaltvariate zugrude. Wieder wurde statt des Negators ei zweieigägiges NO-Gatter verwedet. t i s Tabelle : Verhalte vo Variate im Iitialzustad (, ) Bei der zweite chaltugsvariate des -FF sid die Ergebisse bei deaktiviertem Takt ud -Eigag idetisch mit dee aus Variate. Ist der Takt aktiv ( ), ka beliebig gewählt werde: as FF wird sich i beide Variate so verhalte, wie ma es erwartet: wird a durchgereicht. as Verhalte der Flipflops uterscheidet sich lediglich i dem Fall, we das Taktsigal vo auf zurückfällt ud gerade aktiv ist.

4 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I 4 t i s Tabelle 3: Verhalte vo Variate bei falleder Taktflake (, ) t i s Tabelle 4: Verhalte vo Variate bei falleder Taktflake (, ) Aus Tabelle 3 wird klar, dass sich die erste der beide Variate etgege dem gewüschte Fall verhält. Bei falleder Taktflake ud aktiviertem fällt es i de ücksetz-zustad statt das etze zu speicher. Wie Tabelle 4 zeigt, verhält sich Variate aders: urch die doppelte Negatio des Taktes wird verhidert, dass sofort auf fällt ud somit beide AN-Gatter falsch ud das NO damit wahr wird. wird erst da, we scho auf ist. amit geht dieses Flipflop wie gewüscht i de peicherzustad über (siehe auch Abbildug ). s us us 3us 4us 5us Time Abbildug : Variate geht mit falledem Takt immer i ücksetze über

5 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I 5 urchführug: Am praktische Versuchsaufbau wurde geau das ebe beschriebee Verhalte a de beide Flipflops beobachtet. er Versuch verlief also erfolgreich. Aufgabe Vergleiche ie theoretisch ud praktisch ei als -FF beschaltetes taktflakegesteuertes -FF mit eiem -M-FF. Als -FF soll eie Hälfte des TTL-chaltkreises N 7474, als -M-FF ei TTL-chaltkreis N 747 zum Eisatz komme. ie Flipflops seie durch die achfolged dargestellte Ersatzschaltuge beschriebe. Am.: Beschalte ie die -Eigäge der chaltkreise so, dass die Pegeläderuge a de Ausgäge der Flipflops mit der gleiche Taktflake wirksam werde. Abbildug : Iterer Aufbau eier Hälfte des chaltkreises N 7474 (-FF) Abbildug 3 Iterer Aufbau des chaltkreises N 747 (-Master-lave-FF)

6 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I 6 Zuerst muss das -FF mit eier kombiatorische Asteuerlogik ausgestattet werde, um die Fuktioalität eies -FF bereitzustelle. ie Grudgleichug für ei -FF lautet: ie Grudgleichug für ei -FF lautet : ( ) ( ) urch Gleichsetze der beide Terme folgt: ( ) ( ) Im Versuch stehe us jedoch ur NAN-Gatter zur Verfügug, sodass die Gleichug über doppelte Negatio ud de egel vo E MOGAN umgeformt wird zu: ( ) ( ) ( ) ( ) Um das Verhalte der beide Flip-Flops parallel zu teste, werde beide zu folgeder chaltug zusammegesetzt: Abbildug 4: als -FF beschaltetes -FF (obe) ud -M-FF (ute) im Vergleich Weil das -M-FF mit falleder Taktflake schaltet, muss der Eigagstakt für dieses Elemet egiert werde. Außerdem werde die low-aktive - ud -Eigäge mit beschalte

7 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I 7 Aufgabe. Vergleiche ie die Fuktioe etze, ücksetze, peicher ud Toggel so, dass die Iformatioseigäge ud ur da geädert werde, we der Master des -M-FF gesperrt ist. / / L s.us.us.3us.4us.5us.6us Time Abbildug 5: Beide -FF reagiere gleich. ie Flipflops reagierte sowohl im praktische Versuch, als auch i der imulatio i alle Testfälle (i der eihefolge etze, ücksetze, peicher ud Toggel ) gleich. er Zustad wird jeweils mit der steigede Flake des Taktimpulses überomme. Aufgabe. Beaufschlage ie beide Flipflops mit der agegebee Testfolge (die Taktflake? sei die aktive Taktflake). ie beide Flipflops reagiere im Uterschied zu Aufgabe. icht auf die gleiche Weise. Wie reagiere sie ud warum uterschiedlich? t Abbildug 6: Azulegede Testfolge

8 Hardwarepraktikum equetielle ysteme I 8 as -M-FF arbeitet mit egiertem Takteigag. as bedeutet, dass der Master bei iaktivem Taktsigal geöffet ist. omit überimmt er die Iformatio, also Zustad etze ud speichert diese.. aach wird a wieder eie Null agelegt. Nu geht der Takt auf de High-Pegel. er Master ist u gesperrt ud der lave überimmt die Belegug des Masters, speichert diese ud gibt sie aus. eshalb liegt am Ausgag des -M-FF u der Zustad etze a. /PE /L L s.us.us.3us.4us.5us.6us.7us.8us.9us.us Time Abbildug 7: Verhalte der beide FF sich beim Alege der Testfolge Im Gegesatz dazu tritt am -FF keie Äderug des Ergebisses auf, weil bei aktivem Taktsigal ud auf gesetzt sid ud deshalb die Ausgagsbelegug gespeichert wird.

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