 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. Счетчиком называется цифровое устройство, предназначенное для подсчета количества входных импульсовСчетчиком называется цифровое устройство, предназначенное для подсчета количества входных импульсов, а также формирования и запоминания двоичного кода числа, соответствующего этому количеству. По порядку изменения состояния счетчики бывают с естественным порядком счета, когда значение кода каждого последующего состояния отличается на единицу от кода предыдущего состояния, и с произвольным порядком счета, когда значения кодов соседних состояний отличаются больше чем на единицу. По направлению счета счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные. Основой счетчика является Т-триггер. Если количество триггеров счетчика равно m, то число подсчитанных входных сигналов, или модуль счета К сч = 2 m. По модулю счета К счсчетчики подразделяются на двоичные (К сч = 2 m) и недвоичные (К сч ≠ 2 m). Двоичные счетчики. В основе синтеза любого счетчика лежит способ его функционирования, задаваемый обычно таблицей, в которую заносятся двоичные коды всех предыдущих и последующих состояний счетчика. Для суммирующего двоичного счетчика при К сч = 8 (m = 3) – это табл. 5.1. Из таблицы видно, что триггер младшего разряда переключается от каждого входного сигнала (нули и единицы в столбце Q 1 такта n + 1 чередуются один за другим). В следующем разряде (Q 2) нули и единицы чередуются парами, а затем (Q 3) – четверками. Таблица 5.1
Таким образом, частота переключений каждого следующего триггера уменьшается вдвое по сравнению с частотой переключения предыдущего. Следовательно, счетчик можно построить как цепочку последовательно включенных счетных триггеров. Функциональная схема такого счетчика, выполненного на D-триггерах К155ТМ2, работающих в режиме счетных триггеров, приведена рис. 5.1, а его идеализированная временная диаграмма – на рис. 5.2. Рис. 5.1.
Рис. 5.2. Данный счетчик относится к асинхронным счетчикам с последовательным переносом, так как информация в нем переносится последовательно от младшего к старшему разряду, что снижает быстродействие счетчика. Для повышения быстродействия счетчики выполняют синхронными с параллельным переносом. Особенность таких счетчиков состоит в том, что выходы всех предшествующих разрядов подаются на входы триггера последующего (старшего) разряда, поэтому время установки кода определяется только длительностью переходного процесса одного разряда и не зависит от количества триггеров в счетчике. Порядок синтеза счетчиков с параллельным переносом подробно рассматривается в лекционном курсе.
Рис. 5.3. В данной схеме сигналами Недвоичные счетчики. Недвоичные счетчики строятся на базе двоичных счетчиков путем исключения (2 m – К сч) избыточных состояний с помощью обратных связей, соединяющих входы и выходы триггеров. Задача синтеза таких счетчиков сводится к определению необходимых обратных связей и минимизации их числа.
Пример недвоичного синхронного параллельного счетчика с К сч = 3 приведен на рис. 5.4. В отличие от двоичных счетчиков, где связи между триггерами были только прямыми (от первого триггера ко второму, от второго к третьему, от первого к третьему и т. д.), в недвоичном счетчике присутствуют обратные связи. В рассматриваемом случае – это соединение инверсного выхода второго триггера со входом J- первого. Рис. 5.4.
Регистры. Регистром называют устройство, осуществляющее прием, хранение, некоторые логические преобразования и выдачу двоичных чисел в определенном коде. Запоминающими элементами в регистрах служат триггеры, число которых равно числу хранимых разрядов. Регистры подразделяются на параллельные (регистры памяти), последовательные (регистры сдвига) и параллельно-последовательные (например, ввод – в параллельном коде, вывод – в последовательном, и наоборот). В регистрах памяти числа вводят и выводят в параллельном коде, в регистрах сдвига – в последовательном (разряд за разрядом), поэтому в регистрах памяти число вводится (выводится) за один такт, а в регистрах сдвига – за n тактов, где n – разрядность чисел. По способу ввода-вывода различают регистры однофазного и парафазного типов. В однофазных ввод (и вывод) можно производить только в прямом или только в обратном коде, в парафазных возможен ввод и вывод как в прямом, так и в обратном кодах. Синтез параллельных регистров заключается в выборе типа триггера и определении структуры ввода и вывода информации, исходя из назначения регистра. Устройства ввода определяются известными методами синтеза комбинационных логических схем на ЛЭ определенной серии. Синтез последовательных (сдвиговых) регистров сводится к определению межтриггерных связей, структура которых зависит от типа применяемых триггеров. При подаче импульсов сдвига каждый последующий триггер переходит в состояние предыдущего, поэтому при синтезе ограничиваются рассмотрением процессов обмена информацией между i -м триггером и (i + 1)-м или (i – 1) в зависимости от направления сдвига. Синтез, например, сдвигового регистра (вправо) на D-триггерах с учетом матрицы переходов D-триггера (табл. 5.2) приводит к выражению
Таким образом, для построения такого регистра достаточно прямые выходы предыдущих триггеров со-единить со входами последующих, а на вход регистра подавать в прямом коде разряды вводимого числа x (рис. 5.5).
Рис. 5.5. В регистре со сдвигом «влево» (в сторону старших разрядов) необходимо переключить выходы триггеров таким образом, чтобы состояние i-го триггера измерялось в соответствии с состоянием (i – 1)-го. ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ 1. Собрать схему вычитающего последовательного счетчика с К сч = 8 на D-триггерах К155ТМ2. Построить его временные диаграммы. Исходные состояния счетчиков устанавливать подачей необходимых напряжений на асинхронные 2. Построить суммирующий параллельный счетчик с К сч = 8 на JK-триггерах К155ТВ1, взяв за основу схему реверсивного счетчика, рис. 5.3. Построить временные диаграммы полученного счетчика. 3. Построить по выбору параллельный или последовательный недвоичный счетчик на D-триггерах с К сч = 5. Исследовать его работу, построить временные диаграммы. При синтезе использовать табл. 5.2. 4. Исследовать работу последовательного регистра (рис. 5.5), составить экспериментально таблицу переходов его состояний. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Процедуры синтеза, функциональные схемы полученных устройств, таблицы состояний, временные диаграммы.
Литература: [3,1,5,6]
ЛИТЕРАТУРА 1. Алексеенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с. 2. Зельдин Е.А. Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. – Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1986. – 280 с. 3. Красноголовый Б.Н. Лабораторный практикум по курсу «Цифровая электроника». – Мн.: БГУ, 1990. – 117 с. 4. Мулярчик С.Г. Интегральная схемотехника (функционально-логический уровень). – Мн.: БГУ, 1983. – 189 с. 5. Миловзоров В.П. Элементы информационных систем: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1989. – 440 с. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем: Учеб. пособие для радиотехнических спец. вузов / Гришин Ю.П., Казаринов Ю.М., Катиков В.М. и др.; Под ред. Ю.М. Казаринова.–М.: Выс.шк., 1985. – 319 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 522 | Нарушение авторских прав |
осуществляется управление направлением счета (суммирование, вычитание).
.
-входы. Счетные импульсы подавать с тумблерного регистра или с выхода генератора одиночных импульсов.