Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Счетчик с инверсными выходами

Счетчик с инверсными выходами

Название работы: Автоматизация проектирования схем, содержащих триггеры и счётчики

Категория: Практическая работа

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Используя программу Electronics Workbench собрать схему для исследования асинхронного RSтриггера с инверсными входами базис ИНЕ на каждом входе поставить контакт реле составить полную таблицу истинности работы триггера.

Дата добавления: 2014-10-15

Размер файла: 2.15 MB

Работу скачали: 118 чел.

2. Автоматизация проектирования схем, содержащих триггеры и счётчики. Практическое занятие № 2

2.1. Пример задания по практическому занятию №2.

по практическому занятию № 2

по курсу «Автоматизация проектирования систем и средств управления»

студенту группы АУ……………………

Тема занятия: исследование схем, содержащих триггеры и счётчики,

инструментальными средствами программ СФЛМ и Electronics Workbench.

1.Используя программу Electronics Workbench, собрать схему для исследования асинхронного RS-триггера с инверсными входами (базис И-НЕ, на каждом входе поставить контакт реле), составить полную таблицу истинности работы триггера. Сделать вывод о том, как проявляется неопределённое (запрещённое) состояние триггера.

2. Используя программу Electronics Workbench, синтезировать на D-триггерах асинхронный суммирующий двоичный счётчик с модулем счёта 16. Проверить правильность работы счётчика с помощью светодиодов и дешифратора. Построить таблицу состояний счётчика.

3. Исследовать схему, созданную в пункте 2, используя программу SFLM.. Составить программу моделирования и получить временную диаграмму, подтверждающую правильность составленной программы, установить соответствие временной диаграммы и таблицы состояний счётчика. Сохранить текст программы для последующего использования в отчёте.

4. Используя программу Electronics Workbench, синтезировать на JKRS-триггерах с инверсными установочными входами схему счётчика с модулем счёта 12. Использовать метод единичного триггера. Для этого представить модуль счёта в виде формулы, содержащей двойки и единицы. Построить таблицу состояний счётчика и определить систему счисления, в которой работает счётчик. Сохранить текст программы для последующего использования в отчёте.

5. Исследовать схему, созданную в пункте 4, используя программу СФЛМ. Составить программу моделирования и получить временную диаграмму, подтверждающую правильность составленной программы, Сохранить текст программы для последующего использования в отчёте.

2.2. Способы описания дискретных схем, содержащих триггеры и счётчики

В практическом занятии рассматриваются основные типы триггеров, схемы простейших двоичных счётчиков, счётчики, в схеме которых используются единичные триггеры.

2.2.1. Асинхронные RS -триггеры.

В задании 1 требуется исследовать работу простейших типов триггеров с использованием программы Electronics Work bench . Простейшим типом триггеров является асинхронный RS -триггер. Рассмотрим две основные схемные реализации этого триггера: в базисах И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Реализация в базисе И-НЕ представлена на рис. 2.1 (триггер с инверсными входами).

S ’ и R ’ – инверсные S и R входы триггера; Q и Q ’- прямой и инверсный выходы триггера; [ S ] и [ R ] – клавиши переключения (ключи) контактов реле, позволяющие подавать на входы триггера сигналы 0 и 1. В схеме на рис. 2.1 выходной сигнал Q = 1.

Та же схема при выходном сигнале Q = 0 представлена на рис. 2.2.

Рис. 2.1. При S ’= 0 R ’ = 0 ( S = 1; R = 1) триггер переходит в запрещённое (неопределённое) состояние, характеризующееся одинаковыми сигналами на обоих выходах. В базисе И-НЕ оба выходных сигнала единицы, то есть Q = 1; Q ’ = 1. Запрещённое состояние RS -триггера в базисе И-НЕ представлено на рис. 2.3.

RS -триггер в базисе ИЛИ-НЕ ( RS -триггер с прямыми входами) имеет прямые входы S и R и обратное расположение прямого и инверсного выходов Q и Q ’.

На схеме, приведенной на рис. 2.4, выходной сигнал триггера Q = 1.

На схеме, приведенной на рис. 2.5, триггер находится в состоянии Q = 0.

При S = 1 R = 1 триггер переходит в запрещённое (неопределённое) состояние, характеризующееся одинаковыми сигналами на обоих выходах. В базисе ИЛИ-НЕ оба выходных сигнала нули, то есть Q = 0 Q ’ = 0 (рис. 2.6).

RS -триггер с прямыми входами имеется в библиотеке триггеров программы Electronics Workbench . RS -триггер с инверсными входами можно построить на двух элементах И-НЕ. Обозначение входов и выходов RS -триггера в базисе ИЛИ-НЕ в библиотеке триггеров программы Electronics Workbench показано на рис. 2.7.

RS -триггер с инверсными входами имеется в библиотеке триггеров программы СФЛМ. Обозначение RS -триггера с инверсными входами согласно ЕСКД показано

на рис. 2.8 (программа СФЛМ).

Комбинированные триггеры DRS и JKRS снабжаются асинхронными RS — входами как инверсными, так и прямыми.

Обозначение JKRS -триггеров с инверсными и прямыми S и R входами в программе Electronics Workbench .(согласно международному стандарту) показано на рис. 2.9. Вверху вход S , внизу вход R .

Читайте так же:
Аква с установка счетчиков

Обозначение JKRS -триггера с инверсными S и R асинхронными входами и трёхвходовыми конъюнкторами по входам J и K согласно ЕСКД (программа C ФЛМ) показано на рис. 2.10

В полной таблице истинности асинхронного RS -триггера (табл. 10) буквой Ф обозначено запрещённое (неопределённое) состояние триггера. Из полной таблицы состояния триггера получаем с помощью карты Карно (табл. 11), закон функционирования асинхронного RS -триггера, (используя выделенные структуры).

схемотехника лаб.работы / схемотехника лаб.работы / laba_4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 «Счетчики»

— изучение структуры и исследование работы суммирующих и вычитающих счетчиков;

— изучение способов изменения коэффициента пересчета счетчиков;

— изучение работы счетчиков с коэффициентом пересчета, отличным от 2 n ;

4.2 ПРИБОРЫ И ЭЛЕМЕНТЫ:

4.3 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ:

Счетчик — устройство для подсчета числа входных импульсов. Число, представляемое состоянием его выходов по фронту каждого входного импульса, изменяется на единицу. Счетчик можно реализовать на нескольких триггерах. В суммирующих счетчиках каждый входной импульс увеличивает число на его выходе на единицу, в вычитающих счетчиках каждый входной импульс уменьшает это число на единицу. Наиболее простые счетчики — двоичные. На рис. 4.1 представлен суммирующий двоичный счетчик и диаграммы его работы.

4.3.1 Изменение направления счета

Как уже говорилось ранее, счетчики можно реализовать на триггерах. При этом триггеры соединяют последовательно. Выход каждого триггера непосредственно действует на тактовый вход следующего. Для того, чтобы реализовать суммирующий счетчик, необходимо счетный вход очередного триггера подключать к инверсному выходу предыдущего. Для того, чтобы изменить направление счета (реализовать вычитающий счетчик), можно предложить следующие способы:

а) Считывать выходные сигналы счетчика не с прямых, а с инверсных выходов триггеров. Число, образуемое состоянием инверсных выходов триггеров счетчика, связано с числом, образованным состоянием прямых выходов триггеров следующим соотношением:

где n — разрядность выхода счетчика. В таблице 4.1 приведен пример связи числа на прямых выходах с числом на инверсных выходах триггеров счетчика.

б) Изменить структуру связей в счетчике: подавать на счетный вход следующего триггера сигнал не с инверсного, а с прямого выхода предыдущего, как показано на рис. 2.11. В этом случае изменяется последовательность переключения триггеров.

4.3.2 Изменение коэффициента пересчета

Счетчики характеризуются числом состояний в течение одного периода (цикла). Для схем на рис. 4.1 и 4.2 цикл содержит N = 2 3 = 8 состояний (от 000 до 111). Часто число состояний называют коэффициентом пересчета К СЧ , который равен отношению числа импульсов N C на входе к числу импульсов N Qст на выходе старшего разряда за период:

Если на вход счетчика подавать периодическую последовательность импульсов с частотой f C , то частота f Q на выходе старшего разряда счетчика будет меньше в К СЧ раз:

. Поэтому счетчики также называют делителями частоты, а величину К СЧ — коэффициентом деления. Для увеличения величины К СЧ приходится увеличивать число триггеров в цепочке. Каждый дополнительный триггер удваивает число состояний счетчика и число К СЧ . Для уменьшения коэффициента К СЧ можно в качестве выхода счетчика рассматривать выходы триггеров промежуточных каскадов. Например, для счетчика на трех триггерах К СЧ = 8, если взять выход 2-го триггера, то К СЧ = 4. При этом К СЧ является целой степенью числа 2: 2, 4, 8, 16 и т. д.

Можно реализовать счетчик, для которого К СЧ — любое целое число. Например, для счетчика на трех триггерах можно сделать К СЧ от 2 до 7, но при этом один или два триггера могут быть лишними. При использовании всех трех триггеров можно получить К СЧ = 5. 7: 2 2 СЧ 3 . Счетчик с К СЧ = 5 должен иметь 5 состояний, которые в простейшем случае образуют последовательность: <0, 1, 2, 3, 4>. Циклическое повторение этой последовательности означает, что коэффициент деления счетчика равен 5.

Для построения суммирующего счетчика с К СЧ = 5 надо, чтобы после формирования последнего числа из последовательности <0, 1, 2, 3, 4>счетчик переходил не к числу 5, а к числу 0. В двоичном коде это означает, что от числа 100 нужно перейти к числу 000, а не 101. Изменение естественного порядка счета возможно при введении дополнительных связей между триггерами счетчика. Можно воспользоваться следующим способом: как только счетчик попадает в нерабочее состояние (в данном случае 101), этот факт должен быть опознан, и повлечь последующую выработку сигнала, который перевел бы счетчик в состояние 000. Рассмотрим этот способ более детально.

Факт попадания счетчика в нерабочее состояние описывается логическим уравнением:

Читайте так же:
Гематологический счетчик для лейкоцитарной формулы

Состояния 110 и 111 также являются нерабочими и поэтому учтены при составлении уравнения. Если на выходе эквивалентной логической схемы F = 0, значит счетчик находится в одном из рабочих состояний: Как только он попадает в одно из нерабочих состояний , формируется сигнал F = 1. Появление сигнала F = 1 должно переводить счетчик в начальное состояние 000, следовательно, этот сигнал нужно использовать для воздействия на установочные входы триггеров счетчика, которые осуществляли бы сброс счетчика в состояние . При реализации счетчика на триггерах со входами установки логическим нулем для сброса триггеров требуется подать на входы сброса сигнал R=0. Для обнаружения факта попадания в нерабочее состояние используем схему, реализующую функцию F и выполненную на элементах И-НЕ. Для этого преобразуем выражение для функции:

Соответствующая схемная реализация приведена на рис. 4.3.

Счетчик будет работать следующим образом: при счете от 0 до 4 все происходит как в обычном суммирующем счетчике с К СЧ = 8. Установочные сигналы равны 1 и естественному порядку счета не препятствуют. Счет происходит по положительному фронту импульса на счетном входе С. В тот момент, когда счетчик находится в состоянии 4 (100), следующий тактовый импульс сначала переводит счетчик в состояние 5 (101), что немедленно (задолго до прихода следующего тактового импульса) приводит к формированию сигнала сброса, который поступает на установочные входы сброса триггеров. В результате счетчик сбрасывается в 0 и ждет прихода следующего тактового

импульса на счетный вход. Один цикл счета закончился, счетчик готов к началу следующего цикла.

Применяя такие схемы с обратной связью для сброса счетчика, нужно иметь в виду, что операция сброса занимает конечное время, поэтому непосредственно перед сбросом счетчика в 0 на выходе первого триггера появляются кратковременные импульсы, или «иголки». Это не имеет значения при подключении счетчика напрямую к индикатору, но при использовании этого выхода счетчика в качестве источника тактовых импульсов могут возникнуть определенные проблемы. Схема, в которой это явление устранено, приведена на рис. 4.4. Важным отличием является то, что схема обнаруживает не факт попадания в нерабочее состояние 101, а факт попадания в состояние 100 и в следующем такте вырабатывает сигнал сброса.

4.4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Почему при подключении счетных входов триггеров к инверсным выходам предыдущих каскадов счетчик на D-триггерах работает как суммирующий, а при подключении к прямым – как вычитающий?

2. В каком режиме будет работать счетчик на JK-триггерах при подключении счетных входов триггеров к прямым выходам предыдущих каскадов? Как изменится режим работы счетчика при подключении счетных входов триггеров к инверсным выходам?

3. Какими способами можно изменить коэффициент пересчета счетчика?

4. Сколько триггеров должен содержать счетчик с коэффициентом пересчета К СЧ = <3, 5, 7, 9, 10, 12, 14, 15, 24, 30>?

5. В двоичном счетчике коэффициент пересчета равен 8, число триггеров — 3. При поступлении тактовых импульсов на счетный вход счетчик изменяет своё состояние в следующей последовательности: 000-001-010-011-100-101-110-111-000. Сколько триггеров в счетчике изменяют свое состояние одновременно на каждом из переходов? Действительно ли триггеры изменяют своё состояние одновременно? Как происходит переход счетчика из состояния 111 в состояние 000? Какой из триггеров первым изменит своё состояние? Что послужит причиной переключения второго триггера? Как развивается процесс изменения состояния триггеров при переходе счетчика из состояния 011 в состояние 100?

6. Цифровые часы в метро реализованы на основе счетчиков. Иногда можно заметить, что четное число секунд на табло часов сохраняется заметно дольше, чем нечетное (возможна и обратная закономерность). Почему это происходит?

7. Какую разрядность должен иметь счетчик, отсчитывающий секунды и десятки секунд при наличии генератора импульсов частотой 10 кГц?

4.5 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ:

Исследование счетчика с коэффициентом пересчета 8

Соберите схему, изображенную на рис. 4.5.

а) Зарисуйте временные диаграммы сигналов, формируемых инверсными выходами триггеров в раздел «Результаты экспериментов».

б) Зарисуйте временные диаграммы сигналов, формируемых прямыми выходами триггеров в раздел «Результаты экспериментов».

в) Запишите в десятичной системе числа, формируемые инверсными выходами триггеров.

4.6 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ:

Исследование счетчика с коэффициентом пересчета 8

а) временные диаграммы

б) временные диаграммы

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Счётчики

Счётчики используются для построения схем таймеров или для выборки инструкций из ПЗУ в микропроцессорах. Они могут использоваться как делители частоты в управляемых генераторах частоты (синтезаторах). При использовании в цепи ФАП счётчики могут быть использованы для умножения частоты как в синтезаторах, так и в микропроцессорах.

Читайте так же:
Описание счетчика со и446

Вниманию любителей баннерорезок. Данная статья полностью искажается любыми антирекламными программами. Они очень не любят слово «счетчик», поэтому почти все рисунки вырезаются, насколько искажается текст не вчитывался 🙂

Двоичные асинхронные счётчики

Простейший вид счётчика — двоичный может быть построен на основе T-триггера. T-триггер изменяет своё состояние на прямо противоположное при поступлении на его вход синхронизации импульсов. Для реализации T-триггера воспользуемся универсальным D-триггером с обратной связью, как это показано на рисунке 1.


Рисунок 1. Реализация счетного T-триггера на универсальном D-триггере

Так как схема T-триггера при поступлении на вход импульсов меняет свое состояние на противоположное, то её можно рассматривать как счётчик, считающий до двух. Временные диаграммы сигналов на входе и выходах T-триггера приведены на рисунке 2.


Рисунок 2 Временные диаграммы сигналов на входе и выходах T-триггера

Обычно требуется посчитать большее количество импульсов. В этом случае можно использовать выходной сигнал первого счетного триггера как входной сигнал для следующего триггера, то есть соединить триггеры последовательно. Так можно построить любой счётчик, считающий до максимального числа, кратного степени два. Такой счетчик называется двоичным счетчиком, а тот факт, что состояние триггеров меняется на противоположное в различные моменты времени по мере распространения цифрового сигнала, отображается термином: асинхронный двоичный счетчик.

Схема счётчика, позволяющего посчитать любое количество импульсов, меньшее шестнадцати, приведена на рисунке 3. Количество поступивших на вход импульсов можно узнать, подключившись к выходам счётчика . Это число будет представлено в двоичном коде.


Рисунок 3. Схема четырёхразрядного счётчика, построенного на универсальных D-триггерах

Для того чтобы разобраться, как работает схема двоичного счётчика, воспользуемся временными диаграммами сигналов на входе и выходах этой схемы, приведёнными на рисунке 4.


Рисунок 4 Временная диаграмма четырёхразрядного счётчика

Пусть первоначальное состояние всех триггеров счётчика будет нулевым. Это состояние мы видим на временных диаграммах. Запишем его в таблицу 1. После поступления на вход счётчика тактового импульса (который воспринимается по заднему фронту) первый триггер изменяет своё состояние на противоположное, то есть единицу.

Запишем новое состояние выходов счётчика в ту же самую таблицу. Так как по приходу первого импульса изменилось состояние первого триггера, то этот триггер содержит младший разряд двоичного числа (единицы). В таблице поместим его значение на самом правом месте, как это принято при записи любых многоразрядных чисел. Здесь мы впервые сталкиваемся с противоречием правил записи чисел и правил распространения сигналов на принципиальных схемах.

Подадим на вход счётчика ещё один тактовый импульс. Значение первого триггера снова изменится на прямо противоположное. На этот раз на выходе первого триггера, а значит и на входе второго триггера сформируется задний фронт. Это означает, что второй триггер тоже изменит своё состояние на противоположное. Это отчётливо видно на временных диаграммах, приведённых на рисунке 4. Запишем новое состояние выходов счётчика в таблицу 1. В этой строке таблицы образовалось двоичное число 2. Оно совпадает с номером входного импульса.

Продолжая анализировать временную диаграмму, можно определить, что на выходах приведённой схемы счётчика последовательно появляются цифры от 0 до 15. Эти цифры записаны в двоичном виде. При поступлении на счётный вход счётчика очередного импульса, содержимое его триггеров увеличивается на 1. Поэтому такие счётчики получили название суммирующих двоичных счётчиков.

Таблица 1. Изменение уровней на выходе суммирующего счётчика при поступлении на его вход импульсов.

номер входного импульсаQ3Q2Q1Q0
11
210
311
410
511
6110
7111
810
911
10110
11111
12110
13111
141110
151111

Условно-графическое обозначение суммирующего двоичного счетчика на принципиальных схемах приведено на рисунке 5. В двоичных счётчиках обычно предусматривают вход обнуления микросхемы R, который позволяет записать во все триггеры счётчика нулевое значение. Это состояние иногда называют исходным состоянием счётчика.


Рисунок 5. Четырёхразрядный двоичный счётчик

Существуют готовые микросхемы асинхронных двоичных счётчиков. Классическим примером такого счётчика является микросхема 555ИЕ5. Подобные схемы существуют и внутри САПР программируемых логических интегральных схем.

Двоичные вычитающие асинхронные счётчики

Счётчики могут не только увеличивать своё значение на единицу при поступлении на счётный вход импульсов, но и уменьшать его. Такие счётчики получили название вычитающих счётчиков. Для реализации вычитающего счётчика достаточно чтобы T-триггер изменял своё состояние по переднему фронту входного сигнала.

Изменить рабочий фронт входного сигнала можно инвертированием этого сигнала. В схеме, приведенной на рисунке 6, для реализации вычитающего счётчика сигнал на входы последующих триггеров подаются с инверсных выходов предыдущих триггеров.


Рисунок 6 Схема четырёхразрядного двоичного вычитающего счётчика, построенного на универсальных D-триггерах

Временная диаграмма этого счётчика приведена на рисунке 7. По этой диаграмме видно, что при поступлении на вход счётчика первого же импульса на выходах появляется максимально возможное для четырёхразрядного счётчика число 1510. При поступлении следующих импульсов содержимое счётчика уменьшается на единицу.


Рисунок 7. Временная диаграмма четырёхразрядного вычитающего счётчика

Это вызвано тем, что при поступлении переднего фронта тактового импульса первый триггер переходит в единичное состояние. В результате на его выходе тоже формируется передний фронт. Он поступает на вход второго триггера, что приводит к записи единицы и в этот триггер. Точно такая же ситуация складывается со всеми триггерами счётчика, то есть все триггеры перейдут в единичное состояние. Для четырёхразрядного счётчика это и будет число 1510. Запишем новое состояние вычитающего счётчика в таблицу 2.

Следующий тактовый импульс приведёт к изменению состояния только первого триггера, так как при этом на его выходе сформируется задний фронт сигнала. Запишем и это состояние в таблицу 2. Обратите внимание, что при поступлении каждого последующего импульса содержимое счётчика, построенного по анализируемой схеме, уменьшается на единицу. Этот процесс продолжается до тех пор, пока состояние счётчика не станет вновь равно 0. При поступлении новых тактовых импульсов процесс повторяется снова.

Все возможные состояния логических сигналов на выходах вычитающего счётчика, при поступлении на счётный вход схемы тактовых импульсов приведены в таблице 2. Таблица 2 фактически повторяет временные диаграммы, приведённые на рисунке 7, однако она более наглядно представляет физику работы счётчика. Просто мы при работе с числами привыкли иметь дело с цифрами, а не с напряжениями, тем более в зависимости от времени.

Таблица 2. Изменение уровней на выходе вычитающего счётчика при поступлении на его вход импульсов.

номер входного импульсаQ3Q2Q1Q0
11111
21110
3111
4110
5111
6110
711
810
9111
10110
1111
1210
1311
1410
151

Для тех, кто привык работать с реально выпускаемыми микросхемами средней интеграции, следует обратить внимание, что для примера были использованы D-триггеры, работающие по заднему фронту. Микросхемы, выпускаемые промышленностью, например, 1533ТМ2 (два D-триггера в одном корпусе) или SN74LVC1G79 (микросхемы малой логики) срабатывают по переднему фронту, поэтому схемы для суммирующего и вычитающего счётчика поменяются местами.

Следует отметить, что при применении для реализации двоичных счетчиков современных схем большой интеграции, таких как программируемые пользователем вентильные матрицы FPGA, мы можем применять D-триггеры срабатывающие как по переднему (нарастающему), так и по заднему (спадающему фронту).

Понравился материал? Поделись с друзьями!

  1. Микушин А.В., Сажнев А.М., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры. СПб, БХВ-Петербург, 2010.
  2. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. СПб, БХВ-Петербург, 2010.
  3. Александр Ашихмин Цифровая схемотехника. Шаг за шагом. М, Диалог-МИФИ, 2008.
  4. Дж. Ф. Уэкерли Проектирование цифровых устройств. М, Постмаркет, 2002.
  5. Клайв Максфилд Проектирование на ПЛИС. Архитектура, средства и методы. Курс молодого бойца. М, Додэка XXI, 2015.
  6. Шило&nbspВ.&nbspЛ. «Популярные микросхемы КМОП» — М.: «Горячая Линия — Телеком» 2002
  7. «CMOS Power Consumption and Cpd Calculation» «Texas Instruments» 1997
  8. «Input and Output Characteristic of Digital Integrated Circuits» «Texas Instruments» 1996
  9. «LOGIC MIGRATION GUIDE» «Texas Instruments» 2004

Вместе со статьей «Асинхронные счётчики» читают:

Анализ существующих схем счетчиков

Таким образом, по прямым выходам счетчик является вычитающим, по инверсным — суммирующим, и полный цикл завершается по окончании восьмого импульса, который переводит счетчик в исходное состояние. Если счетчик должен работать несколько тактов как суммирующий, а затем как вычитающий, то его называют реверсивным.

Рассмотренные счетчики являются последовательными, переключение триггеров (перенос числа) происходит последовательно, одно за другим. Это ограничивает быстродействие и в быстродействующих цифровых системах вынуждает применять счетчики с параллельным переносом, в которых выходные сигналы действуют на входы всех входящих в счетчик триггеров.

Счетчики могут считать не только в двоичной системе, но и в любой другой: троичной, пятеричной, десятичной и т. д.

Рис. 5. Счетчики импульсов на три (а), на пять (б) и диаграмма работы (в).

В частности, на рис. 5 а приведена схема счетчика на три импульса, выполненная на основе JК-триггеров. В исходном положении триггеры находятся в нулевом состоянии: Q1= 0; Q2 = 0 (цепь установки счетчика в нуль не показана). Входы К соединены между собой, и на них постоянно подается напряжение питания (через резистор с сопротивлением в 1 кОм — для ТТЛ-схем и непосредственно — для КМОП-схем), соответствующее 1. На вход J триггера ТТ1 также подается 1, поскольку он соединен с выходом Ǭ2 = 1. Если на входе действует первый импульс, то по его окончании триггер ТТ1 переключается и на его выходе Q1 появляется 1. На входе J триггера ТТ2 в момент действия входного импульса был 0 (поскольку в это время Q1 = 0), и поэтому после его окончания триггер не переключился и на его выходе Q2 остался 0, а на выходе Ǭ2 — 1. Таким образом, в счетчик после окончания первого импульса записывалось число 01. В момент действия второго импульса на входах J и К триггеров ТТ1 и ТТ2 действуют напряжения логической 1, поэтому после его окончания произойдет переключение обоих триггеров и на их прямых выходах Q2 и Q1 появятся сигналы соответственно 1 и 0, т. е. в счетчик будет записано число 10, соответствующее числу 2 в десятичной системе. При этом на входе J триггера ТТ1 действует 0, подаваемый с инверсного выхода триггера ТТ2, на входе J триггера ТТ2 также действует 0, поскольку Q1 = 0. Поэтому после окончания третьего импульса на выходах будут действовать нули: Q2 = 0; Q1 = 0 (соответствующие напряжениям логического 0 на их J-входах). Таким образом, в счетчике после первого импульса записано число 01; после второго — 10; после третьего — 00, т. е. счетчик вернулся в исходное состояние после трех импульсов.

Вполне очевидно, что этот счетчик может быть использован как делитель частоты на три. Для увеличения емкости счетчика число триггеров в нем необходимо увеличивать. В частности, для построения счетчика импульсов по модулю пять (рис. 5, б) необходимо применить три триггера. Для построения счетчика используются JK-триггеры (с двух-, трехвходовыми встроенными в них элементами И). На входы К триггера 3 всегда подается напряжение +5В, соответствующее 1. Пусть в исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состоянии: Q3 = 0; Q2 = 0; Q1 = 0 (цепь установки нуля не показана).

При этом на входах J, К триггера 1, соединенных с инверсным выходом Ǭ3 = 1 последнего триггера, действуют напряжения логических 1; на входах J, К триггера 2 — 0; на входах К триггера 3 — 1 (которая подается постоянно), а на каждом из входов J — 0. По окончании первого импульса (рис. 5, в) переключится лишь триггер 1 и на его выходе появится Q1 — 1. Второй импульс перепишет эту 1 на выход триггера 2 Q2 = 1 и переключит триггер 1 в состояние 0. Третий импульс опять переключит триггер 1 в состояние 1. При этом создадутся условия для переключения триггера 3, так как на входах J будут одновременно действовать 1, подаваемые с выходов триггеров 1 и 2.

Поэтому после окончания четвертого импульса произойдет переключение всех трех триггеров: первый и второй вернутся в состояние 0, а третий переключится в состояние 1 (Q3 = 1). Вследствие этого на входы J, К триггера 1 (соединенные с инверсным выходом Ǭ3) будет подаваться 0 и после окончания пятого импульса изменит свое состояние — переключится в 0 только триггер 3 (так как на входе его встроенного элемента И действуют 0) и счетчик вернется в исходное состояние. Цикл работы счетчика выглядит так: в исходном состоянии показания 000, после первого импульса — 001; после второго 010; после третьего — 001; после четвертого — 100; после пятого — 000.

Интересное из раздела

Организация технологической железнодорожной связи
Дальнейшее повышение эффективности и качества грузовых и пассажирских перевозок требует максимального использования достижений науки и техники и широкого вн .

Методы локализации неисправностей на аппаратуре СВ и РМ
Информация о воздушной обстановке в виде формуляра кодограммы Т-РМ поступает от СВ в УУО блока УОП АРМ. Из узла управления обменом тип принятого донесен .

Проектирование волоконно-оптических линий связи
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) в настоящее время занимают заметное место в системах передачи информации как общегражданского, так и специализирован .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию