Лабораторна робота №9

Дослідження роботи лічильників

Мета роботи: навчитися проектувати лічильники з заданим коефіцієнтом ділення на основі тригерів.

Програмне забезпечення: Circuit Maker 5.

 

1. Теоретичні відомості

Лічильники – пристрої, які під дією вхідних імпульсів переходять із одного стану в інший і при цьому відображають в певному коді число імпульсів, що поступило на вхід.

Лічильник, який складається із – тригерів, може порахувати в двійковому коді імпульсів. Число визначає кількість розрядів двійкового числа, яке може бути записане в лічильник. Якщо лічильник працює на додавання, то кожний вхідний імпульс збільшує число, записане в лічильник, на одиницю. Якщо лічильник включений на віднімання, то число, що зберігається в лічильнику, з кожним вхідним імпульсом зменшується на одиницю.

Реверсивний лічильник може працювати як на додавання, так і на віднімання.

Лічильники характеризуються модулем (коефіцієнтом) підрахунку. Модуль визначає кількість можливих станів лічильника. Після приходу на лічильник вхідних сигналів починається новий цикл, який повторює попередній.

За способом кодування внутрішніх станів (за модулем підрахунку) лічильники поділяються на двійкові, двійково-десяткові, із визначеним модулем, із змінним модулем, Джонсона.

За напрямом підрахунку лічильники поділяються на сумуючі, віднімаючі, реверсивні.

За способом організації внутрішніх зв’язків: з послідовним переносом, з паралельним переносом, з комбінованим переносом.

В лічильниках з послідовним переносом – імпульси, які підлягають підрахунку, поступають на вхід першого тригера, а сигнал переносу передається послідовно від одного розряду до другого (рис. 1, рис. 2). Такі лічильники складаються з асинхронних Т – тригерів з прямим або інверсним керуванням або – і – тригерів, включених в режимі Т – тригера.

Основна перевага лічильників з послідовним переносом – проста схема.

Недолік – порівняно низька швидкодія, оскільки тригери спрацьовують послідовно один за другим.

 

 

Рис. 1. Функціональна схема асинхронного лічильника з послідовним переносом.

Рис. 2. Часові діаграми

 

Лічильники з паралельним переносом складаються із синхронних – і – тригерів.

Вхідні імпульси поступають одночасно на всі тактові входи, а кожний з тригерів служить по відношенню до наступного тільки джерелом інформаційних сигналів (рис. 3).

Рис. 3. Функціональна схема синхронного лічильника з паралельним переносом.

Спрацювання тригерів паралельного лічильника відбувається синхронно і затримка переключення лічильника дорівнює затримці одного тригера (рис. 4).

Рис. 4. Часові діаграми роботи лічильника.

В лічильниках з паралельно-послідовним переносом тригери об’єднані в групи так, що окремі групи утворюють лічильник з паралельним переносом, а групи з’єднуються послідовним переносом.

Рис. 5.Функціональна схема синхронного лічильника з послідовним переносом.

Функціональна схема синхронного реверсивного лічильника приведена на рис. 6.

Рис. 6. Функціональна схема синхронного реверсивного лічильника: – вхід вибору режиму роботи Up/Down (1 – додавання, 0 – віднімання).

Лічильник – дільник (сумуючий, віднімаючий) з послідовним переносом в коді 8421 з коефіцієнтом ділення складається з послідовно з’єднаних тригерів з прямим або інверсним керуванням.

За допомогою додаткового логічного елемента можна змінювати коефіцієнт ділення в межах . Для цього входи логічного елемента з’єднуються з виходами відповідних тригерів, а вихід логічного елемента – до входів – (скидання тригерів в нуль) (рис.7). Перший тригер спрацьовує від кожного вхідного імпульсу, тобто , другий – від кожного другого імпульсу (), третій тригер спрацьовує від кожного четвертого імпульсу (), а четвертий тригер – від кожного восьмого імпульсу (). Коефіцієнт ділення визначається .

 

Рис. 7. Функціональна схема лічильника з коефіцієнтом ділення К=11.

 

Рис. 8. Часова діаграма роботи лічильника з коефіцієнтом ділення К=11.