УСТРОЙСТВЦель работы: изучение принципов построения и функционирования цифровых счетчиков и регистров на базе триггеров ИМС серии К155 и их экспериментальное исследование. Счетчиком называется цифровое устройство,предназначеннон для подсчета количества входных импульсов, а также формирования и запоминания двоичного кода числа, соотвеьствующего этому количеству. Счетчики бывают с естественным порядком счета, когда значение каждого последующего состояния отличиется на единицу от кода каждого предыдущего состояния, и с производльным порядком счета, когда значения кодов соседних состояний отличается больше чем на единицу. По направленирю счета счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные. Основой счетчика есть Т-триггер. Если количество триггеров счетчика равно m, то число подсчитанных входных импульсов, или модуль счета Ксч =2m.
Двоичные счетчики. Такие счетчики производят счет поступающим импульсам в двоичной системе счисления. Для суммирующего двоичного счетчика при Ксч = 8(m=3) – это таблица 1. Табл.1
Из таблицы видно, что триггер младшего разряда переключаются от каждого входного импульса (нули и единицы в столбце Q1 такта n +1 чередуются один за другим). В следующем разряде (Q2) единицы и нули чередуются парами, а затем (Q3) – четверками. Таким образом, частота переключений каждого последующеготриггера уменьшается вдвое по сравнению с частотой переключения предыдущего. Таким образом, счетчик можно построить как чепочку последовательно включенных счетных триггеров. Функциональная схема такого счетчика, выполненного на D-триггерах, приведена на рис. 1.
Рис. Двоичный счетчик, выполненный на D-тригерах. Такой счетчик относится к асинхронным счетчикам с последовательным переносом, так как информация в нем переносится последовательно от младшего к старшему разряду, что снижает быстродействие счетчика. Особенность таких счетчиков заключается в том, что выходы всех предыдущих разрядов подаются на входы последующих триггеров, поэтому время установки кода определяется только длительностью переходного процесса одного разряда и не зависит от количества триггеров в счетчике. Регистры. Регистром называется 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 подраздиляютмя на параллельные (регистры памяти), последовательные (регистры сдвига) и параллельно-последовательные. По способу ввода-вывода различают регистры однофазные и парафазные. В однофазных ввод (и вывод) можно производить только в прямом или 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. Устройство ввода определяется известными методами синтеза комбинационных логических схем. Сиетез последователных регистров сводится к определению межтриггерных связей, структура которых зависит от типа применяемх триггеров. При подачи импульсов сдвига каждый последующий триггер переходит в состояние предыдущего. Поэтому при синтезе ограничиваются рассмотрением процессов обмена информацией между i -n триггером и (i+1) –n или (i-1)-n в зависимости от направления сдвига. Пример синтеза сдвигового регистра на D- триггерах приведен на рис.2.
|
По модулю счета Ксч счетчики подразделяются на двоичные(Ксч =2m) и недвоичные (Ксч = 2m)
