Счетчик с измененным коэффициентом пересчета

5.4. Счетчики с произвольным коэффициентом счета

Двоичные N-разрдные счетчики позволяют осуществлять деление частоты следования сигналов счета с коэффициентом пересчета, равным 2 N . На их основе могут быть построены делители чпастоты и счетчики с произвольным коэффициентом пересчета.

Для построения пересчетных схем с произвольным коэффициентом деления частоты могут использоваться Т-триггеры, имеющие дополнительные входы установки триггера в состояние логической 1 (вход S) или установки в состояние логического (вход R).

Если использовать дополнительные (установочные) входы триггера S, то сигнал окончания счета формируется как логическое произведение счетного импульса и сигналов с единичных выходов тех разрядов счетчика, которые соответствуют единицам в двоичном числе равном К-1, где К – коэффициент пересчета.

Такие счетчики чаще всего используются для формирования управляющего сигнала после поступления заданного числа счетных импульсов.

На Рис. 5.20 (а) приведена схема счетчика с коэффициентом счета равным 6.

Рис. 5.20 (а) Счетчик с коэффициентом счета 6, 5.20 (б) Диаграмма работы

счетчика организованного на триггерах с дополнительными входами S

с коэффициентом счета 6

В схеме на Рис.5.20 (а) управляющим сигналом передаваемым в другую схему служит сигнал Ксч=6 уровня логической 1.На Рис.5.20 (б). приведена диаграмма работы данного счетчика.

Если триггера не имеет дополнительных входов для установки в единичное состояние, но имеют выходы для устанровки в состояние 0, то счетчик с произвольным коэффициентом счета строится следующим образом: сигнал окончпания счета представляет собой логическое произведение единичных разрядов счетчика, которые соответствуют единицам в двоичном числе Ксч.

Полученный сигнал может быть использован для установки в 0 всех разрядов счетчика.

На Рис.5.21 (а) приведена схема счетчика с коэффициентом счета 5.

Рис. 5.21(а) Счетчик с коэффициентом счета 5, 5.21(б) Диаграмма работы

счетчика организованного на триггерах с дополнительными входами R

с коэффициентом счета 5

На Рис.5.21 (б). приведена диаграмма работы данного счетчика.

Из диаграммы видно, что длительность сигнала, формируемого для одновременного сброса разрядов счетчика в нулевое состояние будет определяться временем переключения самого быстродействующего Т-триггера и может оказаться недостаточной для более медленных триггерных схем.

Для обеспечения более надежной работы схемы может быть использован асинхронный RS триггер, котрый запоминает сигнал окончания счета до поступления следующего счетного импульса.

Схема такого счетчика приведена на Рис.5.22.

Рис. 5.22. Счетчик с коэффициентом счета 5 с асинхронным R-S триггером

5.5. Контрольные вопросы

Что такое счётчик.

Что обозначает коэффициент счета?

Что такое разрешающая способность счетчика (tр)?

Что такое время установления кода (tуст)?

Как классифицируются счетчики по направлению счета?

Как классифицируются счетчики по модулю счета?

Как классифицируются счетчики по способу организации внутренних связей?

Как организовать суммирующий счетчик триггерах с последовательным переносом на Т триггерах?

Как организовать вычитающий счетчик триггерах с последовательным переносом на Т триггерах?

Какой счетчик называется реверсивным?

Нарисуйте схему реверсивного счетчика на Т триггерах.

Как создаются счётчики с коэффициентом счёта, не кратным 2?

Как реализуется параллельное формирование сигнала переноса во всех разрядах счётчика?

Поясните работу счетчика ИЕ2 условное изображение которого приведено на Рис.5.5.

Поясните работу счетчика ИЕ5 условное изображение которого приведено на Рис.5.5.

Объясните принцип увеличения разрядности счетчиков на примере микросхемы ИЕ2.

Объясните принцип работы синхронных счетчиков с асинхронным переносом на примере счетчика ИЕ7.

Объясните принцип работы синхронных счетчиков.

Как можно построить счетчик с произвольных коэффициентом счета?

На каких триггерах строятся регистры памяти?

Сумматор — понятие и виды. Классификация и особенности категории «Сумматор» 2017, 2018.

Читайте также

Сумматором называется электронное устройство, выполняющее арифметическое суммирование кодов чисел. Обычно сумматоры представляют собой комбинацию одноразрядных суммирующих схем. При сложении двух чисел, независимо от системы счисления, в каждом разряде производится. [читать подробнее].

Шифраторы и дешифраторы Шифратор преобразует сигнал, поданный только в один входной провод, в выходной параллельный двоичный код, который появится на выходах шифратора. Чтобы шифратор откликался на входной сигнал только одного провода, его схему делают. [читать подробнее].

S0 S1 S2 a0 a1 a2 a SM a SM a SM b0 S b1 S b2 S b b b S3 p P p P p P Недостаток: быстродействие многоразрядных сумматоров с последовательным переносом ограничено задержкой распростанения переноса т.к. форирование сигнала переноса на выходе старшего разряда не может произойти до тех. [читать подробнее].

Для осуществления простого суммирования, при котором Uвых= U1+ U2 +…+ Un можно построить специальный вариант схемы сложения-вычитания. Предположим, что нам надо получить Uвых = U1+ U2. Зададим R’о.с = R’1 = R’2и R1 = Rо.с/n, где п – число входов (в данном случае два). Такая схема показана на. [читать подробнее].

Для осуществления простого суммирования, при котором Uвых= U1+ U2 +…+ Un можно построить специальный вариант схемы сложения-вычитания. Предположим, что нам надо получить Uвых = U1+ U2. Зададим R’о.с = R’1 = R’2и R1 = Rо.с/n, где п – число входов (в данном случае два). Такая схема показана на. [читать подробнее].

Действие этой схемы в точности соответствует ее названию. Инвертирующий сумматор формирует алгебраическую сумму двух напряжений и меняет ее знак на обратный. Чтобы понять, как это происходит, обратимся к рис. 23, на котором приведена схема инвертирующего сумматора. В этой. [читать подробнее].

Сумматоры – схема складывает четырехразрядное двоичное число Аi c четырехразрядным двоичным числом Вi и на выходе формирует двоичную сумму Si. Для расширения сумматора в схеме предусмотрен вход переполнения Пвх и выход переполнения Пвых. На схемах электрически –. [читать подробнее].

Сумматором называют устройство, осуществляющее арифметическое сложение двоичных чисел. Сумматор является одним из основных элементов ЭВМ, выполняющим арифметические операции. Сложение многоразрядных двоичных чисел производится однотипными действиями. [читать подробнее].

Сумматором называют устройство, осуществляющее арифметическое сложение двоичных чисел. Сумматор является одним из основных элементов ЭВМ, выполняющим арифметические операции. Сложение многоразрядных двоичных чисел производится однотипными действиями. [читать подробнее].

Рассмотрим построение логической схемы на примере одноразрядного сумматора, выполняющего арифметическое сложение двоичных чисел и , -го разряда и переноса из младшего разряда . Пусть – получаемая сумма, а – перенос в старший разряд, тогда получаем следующую таблицу. [читать подробнее].

Изучение работы счетчиков с использованием программы Multisim

Принципы и основы работы счётчиков и сумматоров. Классификация приборов, конструктивные особенности. Основы работы в среде Multisim. Схемотехническое моделирование работы и конструкции счетчиков и сумматоров на базе триггеров и интегральных микросхем.

• посмотреть текст работы

• скачать работу можно здесь

• полная информация о работе

• весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение работы счетчиков с использованием программы Multisim

Курсовая работа страниц, рисунок, таблиц, источников.

Ключевые слова: счётчик, сумматор, триггер, NI Multisim

Объект исследования: счетчики и сумматоры в системе NI Multisim.

Цель курсовой работы: провести моделирование работы счетчиков на базе триггерах и интегральных микросхем в системе NI Multisim.

Метод исследования: изучение работы счетчиков с использованием программы Multisim.

Область применения: электроника, микроэлектроника

счётчик multisim прибор

В процесс разработки современных электротехнических и электронных устройств наряду с теоретическими и экспериментальными исследованиями применяется схемотехническое моделирование.

Multisim — это уникальная возможность для интерактивного создания принципиальных электрических схем и моделирования их режимов работы.

В Multisim реализовано большое количество функций для профессионального проектирования, ориентированных на самые современные средства моделирования, а также улучшена компонентная база данных, которая включает в себя более 1200 новых элементов от ведущих производителей, таких, как Analog Devices, Linear Technology и Texas Instruments, а также более 100 моделей импульсных источников питания.

Пакет Multisim занимает достойное место среди современных программных пакетов, таких, как Micro-Cap, OrCad, Microwave Office и др. Этот инструмент позволяет, с одной стороны, подготовиться к работе в реальной лаборатории, изучив методику планирования и проведения экспериментов.

Целью данной курсовой является проведение моделирования работы счетчиков на базе триггеров и интегральных микросхем в системе NI Multisim.

1. Принципы и основы работы счётчиков и сумматоров

1.1 Классификация счётчиков

Счётчик предназначен для счёта поступающих на его вход импульсов, в интервале между которыми он должен хранить информацию об их количестве. Поэтому счётчик состоит из запоминающих ячеек — триггеров обычно D- или JK-типа. Между собой ячейки счётчика соединяют таким образом, чтобы каждому числу импульсов соответствовали состояния 1 или 0 определенных ячеек. При этом совокупность единиц и нулей на выходах п ячеек, называемых разрядами счетчика, представляет собой n-разрядное двоичное число, которое однозначно определяет количество прошедших через входы импульсов[1].

Каждый разряд счётчика может находиться в двух состояниях. Число устойчивых состояний, которое может принимать данный счётчик, называют коэффициентом пересчёта Kсч.

Если с каждым входным импульсом «записанное» в счётчике число увеличивается, то такой счётчик является суммирующим, если же оно уменьшается, то вычитающим. Счётчик, работающий как на сложение, так и на вычитание, называют реверсивным.

Счётчики, у которых под воздействием входного импульса переключение соответствующих разрядов происходит последовательно друг за другом, называют асинхронными, а когда переключение происходит одновременно синхронными. Максимальное число N, которое может быть записано в счётчике, равно (2n 1), где n — число разрядов счётчика.

По способу кодирования последовательных состояний различают двоичные счетчики с коэффициентами пересчёта (обнуления) Kсч = 2n, у которых порядок смены состояний триггеров соответствует последовательности двоичных чисел, и недвоичные, у которых Kсч п , имеют десятичные счётчики, у которых K_сч = 10[6]. При проектировании недвоичного счётчика вначале определяют количество его разрядов п так, чтобы 2 п было бульшим ближайшим к K_сч числом. Затем тем или иным способом (например, принудительной установкой некоторых разрядов счётчика в 1) исключают избыточные состояния счётчика, число которых равно 2 п K_сч.

Так, для получения K_сч = 10 одноразрядный счётчик должен содержать четыре триггера, а избыточные состояния 2 п K_сч = 16 10 = 6 исключают тем или иным способом. При проектировании десятичного счётчика чаще используют двоично-десятичное кодирование чисел. В этой системе, например, число 375 записывается как 0011 0111 0101, где сохранены позиции десятичных разрядов: 0011₂ = 3₁₀, 0111₂ = 7₁₀, 0101₂ = 5₁₀.

В связи с этим десятичный счётчик должен состоять из последовательно соединенных декад, информация о каждом из девяти импульсов накапливается в декаде, а десятым импульсом она обнуляется, и единица переносится в следующую декаду. Каждая декада работает в натуральном двоичном коде с весами двоичных разрядов, начиная со старшего, соответственно равными 8, 4, 2, 1, т. е. декада работает в коде 8-4-2-1. Если к выводам декад подключить индикаторы, то они будут показывать записанные числа в декадах в привычном десятичном коде. Десятичные счетчики выполняются и с другими весами разрядов, например, в коде 4-2-2-1. На рисунке 5 изображена функциональная схема десятичного счётчика с параллельным переносом на JK-триггерах с встроенными логическими элементами, реализующая переключательные функции[7].

Рисунок 5 — Десятичный счетчик

Рассмотрим работу схемы[8]. Пусть по тактовому входу Т на триггер Т₁ поступило семь импульсов и показание счётчика 0111. При этом на входах К триггеров Т₁, Т₂ и Т₃ будут логические единицы. Восьмой импульс вызовет переключение всех триггеров счетчика, т. е. в нём будет записан код 1000. Девятый импульс вызовет переключение только первого триггера, так как остальные триггеры заблокированы по входу J уровнями логического нуля с триггеров Т₁, Т₂ и Т₃ соответственно. Показание счётчика будет 1001. Десятый входной импульс вызовет переключение триггеров Т₁ и Т₄, так как триггеры Т₂ и Т₃ заблокированы по входу J уровнями 0 с выходов соответствующих триггеров. Счетчик зафиксирует двоичный код 0000, т. е. установится в исходное состояние.

Уменьшение числа устойчивых состояний в счётчике прямого счёта достигнуто за счёт введения обратных связей, посредством которых сигнал с какого-либо старшего разряда поступает в младшие, обеспечивая при этом изменение естественной последовательности двоичных чисел при подсчёте входных импульсов. Этим способом можно строить счётчики с заданным коэффициентом пересчёта.

1.6 Кольцевой счетчик

На базе регистров сдвига можно построить кольцевые счетчики — счетчики Джонсона. Счетчик Джонсона имеет коэффициент пересчета, вдвое больший числа составляющих его триггеров. В частности, если счетчик состоит из трех триггеров (m=3), то он будет иметь шесть устойчивых состояний[9]. Счетчик Джонсона используется в системах автоматики в качестве распределителей импульсов и т.д. Таблица состояний счетчика Джонсона (таблица 2) содержит 2m (m — количество триггеров в составе регистра) строк и m-столбцов. Количество разрядов счетчика определяется количеством триггеров (рисунок 6). Рассмотрим схему трехразрядного счетчика Джонсона, выполненного на базе D-триггеров (регистр сдвига реализован на D-триггерах). Для построения кольцевого счетчика достаточно соединить инверсный выход последнего триггера регистра (последнего разряда) с входом “D” (с входом, предназначенным для ввода последовательной информации) первого триггера.

Рисунок 6 — Счетчик Джонсона

Таблица 2 — Таблица состояний счетчика Джонсона