Меню

Счетчики с заданным коэффициентом пересчета

2.2.2.4.4 Счетчики с произвольным коэффициентом счета (Материалы по всему курсу схемотехники (необработанное))

Описание файла

Файл «2.2.2.4.4 Счетчики с произвольным коэффициентом счета» внутри архива находится в папке «2 Цепи дискретного действия». Документ из архива «Материалы по всему курсу схемотехники (необработанное)», который расположен в категории «разное». Всё это находится в предмете «электронные цепи и микросхемотехника» из шестого семестра, которые можно найти в файловом архиве МЭИ (ТУ). Не смотря на прямую связь этого архива с МЭИ (ТУ), его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «остальное», в предмете «электронные цепи и микросхемотехника» в общих файлах.

Онлайн просмотр документа «2.2.2.4.4 Счетчики с произвольным коэффициентом счета»

Текст из документа «2.2.2.4.4 Счетчики с произвольным коэффициентом счета»

Счетчики с произвольным коэффициентом счета.

Принцип построения подобного класса счетных устройств состоит в исключении нескольких состояний обычного двоичного счетчика, являющихся избыточными для счетчиков с коэффициентом пересчета, отличающимися от двоичных. При этом избыточные состояния исключаются с помощью обратных связей внутри счетчика.

Число избыточных состояний для любого счетчика определяется из следующего выражения:

где М — число запрещенных состояний, Ксч — требуемый коэффициент счета; 2 m — число устойчивых состояний двоичного счетчика.

Задача синтеза счетчика с произвольным коэффициентом счета заключается в определении необходимых обратных связей и минимизации их числа. Требуемое количество триггеров определяется из выражения

где [log2 Ксч] — двоичный логарифм заданного коэффициента пересчета Ксч, округленный до ближайшего целого числа.

В каждом отдельном случае приходится применять какие-то конкретные методы получения требуемого коэффициента пересчета. Существует несколько методов получения счетчиков с заданным коэффициентом пересчета Ксч. Один их этих методов заключается в немедленном сбросе в “0” счетчика, установившегося в комбинацию, соответствующему числу Ксч. Его называют также методом автосброса. Рассмотрим пример реализации счетчика с Ксч=10 методом автосброса. Очевидно, что “сбрасывая” двоичный четырехразрядный счетчик на нуль каждый раз, когда он будет принимать состояние 1010, можно обеспечить”возврат” счетчика в исходное состояние после каждых десяти импульсов. Подобный прием удобно применять при использовании счетчиков в интегральном исполнении, имеющих ячейки конъюнкции (И) на входах установки в нуль, как это сделано в микросхеме К1533ИЕ5. В данном примере (рис. 3.37) организованы соединения, обеспечивающие коэффициент пересчета Ксч =10.

Как следует из рис. 3.37, роль ячейки, выявляющей факт достижения кодовой комбинации 1010 на выходах счетчика, играет ячейка И, уже имеющаяся на входе сброса ИМС К1533ИЕ5.

В таблице 3.1 поясняются конфигурации соединений для получения различных коэффициентов пересчета с помощью счетчика К1533ИЕ5. Наиболее очевидные варианты получения коэффициентов (2, 4, 8, 16 ) в таблице не указаны. В графе “Соединения” таблицы указано, какие выводы микросхемы должны быть соединены между собой: например, указание 1-12 означает, что нужно соединить вывод 1 с выводом 12. В строках “Ввод” и “Выход” таблицы указаны номера выводов микросхемы, на которые следует подавать входные импульсы и с которых надлежит снимать выходные, соответственно. Следует отметить, что ИМС К1533ИЕ5 состоит из четырех счетных триггеров, один из которых имеет раздельные выводы входа и выхода, а остальные три триггера соединены последовательно по схеме асинхронного счетчика.

Синтез счетчика с произвольным коэффициентом счета. Один из методов проектирования счетчиков с заданным коэффициентом счета заключается в построении таблицы переходов, в первых столбцах которых будут отражены текущие состояния триггеров счетчика, а в последующих — следующие за ними состояния. Анализ таблицы позволяет установить те переходы, которые должны быть “сделаны” триггерами, входящими в состав счетчика. Затем с помощью управляющей таблицы соответствующего триггера находятся значения логических функций на управляющих входах триггеров, позволяющие осуществить эти переходы.

Читайте также:  Счетчики банкнот shinwoo sb

Рассмотрим пример синтеза синхронного двоично-десятичного счетчика на базе JK-триггеров. На рис. 3.38 показан граф, поясняющий последовательность переходов десятичного счетчика, в таблице 3.2 — таблица переходов.

В правой части таблицы 3.2 приведены значения входных сигналов четырех триггеров. Для поиска этих значений должны быть проанализированы реализованные переходы, а затем с помощью управляющей таблицы определены соответствующие значения “J” и “K” входов триггеров.

На рис.3.39 приведены карты Карно для логических функций, которым должны соответствовать сигналы, присутствующие на управ-ляющих входах триггеров ( нулевые значения функций в клетки карты Карно не записаны).

После упрощения с помощью карт Карно полученные логические выражения, используемые для управления входами “J” и “К”, выглядят

J2 = K2 = Q1

Просмотр столбцов J1 и К1 в табл. 3.2 показывает, что все значения либо “

“, либо “1”. Так как безразличные состояния могут также участвовать в процессе упрощения, то все клетки карты Карно для J1 и К1 оказываются заполненными символами “

“, “1” и “a“. Следовательно,

На рис. 3.40 показана схема двоично-десятичного синхронного счетчика.

Если счетчик из-за какой-либо неисправности окажется в одном из запрещенных (неиспользуемых) состояний, то его работа может быть прервана специальным сигналом и также может быть подан сигнал тревоги о неисправности в схеме счетчика. Обнаружить это позволяет схема, реализующая выражение, описывающее функцию неиспользуемых состояний

На рис. 3.41 показано, как эта схема используется для формирования цепи аварийной сигнализации и генерации блокирующего сигнала синхронизации.

Выражение , описывающее блокирующий сигнал синхронизации, имеет вид

Следовательно, когда fн = 1, то С’ = 0, и синхроимпульсы будут отсутствовать до тех пор, пока счетчик не выйдет из запрещенного состояния.

Из схемы формирования блокирующего сигнала синхронизации следует, что логика её функционирования ориентирована на то, чтобы исключить возможность появления неиспользуемых комбинаций выходных сигналов. Действительно, в коде числа двоично-десятичного счетчика отсутствуют комбинации 0110, 0011, следовательно, их появление свидетельствует о неиспраности системы.

Временные диаграммы счетчика (рис. 3.40), заданного графом переходов (рис. 3.38) и таблицей переходов 3.2, приведены на рис. 3.42.

Источник



Счетчики с заданным коэффициентом пересчета.

В практике часто приходиться строить счетчики с коэффициентом пересчета Кп отличным от 2 n .

Общее правило построения таких счетчиков: строится управляющая функция, вырабатывающая сигнал установки счетчика в начальное состояние при достижении Кп.

Пример: необходимо построить счетчик с коэффициентом пересчета Кп=12. Выбираем четырехразрядный суммирующий счетчик. Строим управляющую функцию.

Построим для функции управления карту Карно

По карте Карно получим уравнение fупр. = Q&Q1&Q0. В результате получим логическую схему счетчика с коэффициентом пересчета Кп =12.

Для задержки сигнала ¦упр. на полтакта счетного импульса на вход Fупр. подается сигнал Хсч. При появлении на выходах Q3 Q2 Q1 Q0 двоичного набора 1011 функция Fупр.=1. Этот сигнал поступает на вход R счетчика и устанавливает его в начальное состояние Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000.

Читайте также:  Электросчетчик двухтарифный однофазный deltasingle

Применение двоичных счетчиков.

Двоичные счетчики, и построенные на их основе счетчики с произвольным коэффициентом пересчета находят многочисленные применения. Они используются для построения счетчиков — делителей частоты цифровых часов, преобразователей кода во временной интервал, таймеров и т. д.

Рассмотрим пример счетчика-делителя частоты, который также может быть таймером. Используем для этого реверсивный счетчик, например К555ИЕ7.

У этого счетчика входы и выходы выполняют следующие функции.

R=1 – установка в состоянии 0000;

W=1 – счетчик в режиме счета;

W=0 – счетчик в режиме приема параллельного кода со входов D0 D1 D2 D3;

+1 – вход для счетных импульсов при суммировании;

-1 – вход для счетных импульсов при вычитании;

Q3 Q2 Q1 Q0 – выходы счетчика, Q3 – старший разряд;

≥ 15 – сервисный выход, на котором в режиме суммирования вырабатывается 0, если Q3 Q2 Q1 Q0 = 1111;

Источник

Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета

В общем случае для построения счетчиков по произвольному модулю КС в схему соответствующего двоичного счетчика вводится обратная связь для исключения лишних состояний. Двоичный суммирующий или вычитающий счетчик переключается до установки некоторого значения КС. Это состояние выявляется специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал установки счетчика в нулевое состояние. Схемы счетчика по модулю КС наиболее просты при использовании двоичных счетчиков с последовательным переносом. Схема счетчика с делением на 5 построенная таким способом имеет вид в соответствии с рисунком 3.48.

Рисунок 3.48 – Счетчик на 5

Дешифратором на 5 служит логический элемент И.

Дешифруемая комбинация 101 отражает состояние счетчика с номером 5.

Работа счетчика-делителя поясняется диаграммами в соответствии с рисунком с рисунком 3.49.

Рисунок 3.49 – К пояснению работы счетчика на 5

Пусть в исходном состоянии все триггеры находятся в состоянии 0. Под действием счетных импульсов счетчик меняет свое состояние от нулевого до пятого. Логическая схема И при состоянии счетчика 101 вырабатывает сигнал с нулевым уровнем на выходе, которым все разряды счетчика до прихода шестого счетного импульса переводятся в нулевое состояние. Так, после пяти входных импульсов счетчик сбрасывает накопленный результат, возвращаясь в исходное положение. Однако в таких счетчиках при большом количестве разрядов накапливается задержка, которая на выходе дешифратора вызовет помеху и появятся ложные срабатывания.

Счетчик-делитель может быть построен и без дополнительных логических элементов (вентилей).

Безвентильные счетчики-делители строятся в соответствии со следующими правилами:

–заданный коэффициент счета Кс разлагается на сомножители Кс=2с[2 b (2 a +1)+1], где a, b, c – целые числа 1, 2, 3, … .

–для реализации функциональной схемы выбирают JK-триггеры как наиболее удобные.

–функциональная схема счетчика представляется совокупностью схем счетчиков с коэффициентами счета – сомножителями К1025, где К2=2, К5=5, и добавочных JK-триггеров для увеличения на единицу коэффициента счета.

–внутри каждого из счетчиков JK-триггеры соединяют по схеме с последовательным переносом для режима вычитания.

–каждый добавочный JK-триггер подключают к соответствующему счетчику по следующей схеме: J-вход соединяют с прямым выходом последнего разряда счетчика, С-вход с С-выходом первого разряда счетчика, инверсный выход – с J-входом первого разряда счетчика, К-вход с источником напряжения с уровнем логической единицы, выходной сигнал снимают с выхода счетчика с коэффициентом 2 а .

Читайте также:  Как оплачивать сломанный счетчик

Рассмотрим несколько примеров построения безвентильных счетчиков-делителей. Счетчик-делитель на 3 выполнен в соответствии с рисунком 3.50.

Коэффициент счета разлагается на сумму (2+1). Для его реализации требуется два JK-триггера.

Рисунок 3.50 – Счетчик делитель на 3

Счетчик-делитель на 5 выполнен в соответствии с рисунком 3.51 .

Разложение данного коэффициента счета можно представить в виде (2 2 +1). Для реализации такого счетчика-делителя необходимо три JK-триггера.

Рисунок 3.51 – Счетчик делитель на 5

Два первых триггера соединяют в схему вычитающего счетчика, а третий триггер является добавочным для увеличения на единицу коэффициента счета.

Счетчики широко используются в устройствах управления цифровых систем для подсчета числа выполненных операций, в связной и контрольно-измерительной аппаратуре, для определения числа поступивших сигналов и уменьшения их частоты.

Источник

Счетчик с произвольным коэффициентом пересчета

Построить счетчик с произвольным, не кратным 2 n , коэффициентом пересчета можно, сбрасывая счетчик в нулевое состояние при достижении некоторого, не максимального, состояния. Выделить промежуточное состояние позволяет дешифратор, однако сигнал сброса должен быть достаточным для надежного сброса всех триггеров, а состояние счетчика изменяется уже при сбросе одного, самого быстрого триггера.

На рис. 5.32 приведена схема с коэффициентом пересчета пять. Трехразрядный счетчик выполнен на триггерах Т0, Т1, Т2. Дешифратор реализован на элементе И-НЕ, он формирует сигнал К, который устанавливает в единичное состояние триггер сброса Т3. Триггер сброса Т3 возвращается в исходное (нулевое) состояние сигналом .

Рис. 5.32 Счетчик с коэффициентом пересчета пять: а) – принципиальная схема;

б) — временная диаграмма.

Регистры

Регистраминазывают устройства для приема, хранения и выдачи данных, представленных в цифровом коде. Каждый разряд цифрового кода хранится в отдельном триггере регистра. Таким образом, регистр представляет собой разновидность устройства памяти. В общем случае регистр хранит n-разрядный код.

Классификация регистров может быть произведена по ряду признаков. Основным признаком является способ приема и выдачи данных. При этом различают:

— параллельные регистры с приемом и выдачей данных в параллельном коде;

— последовательные регистры с приемом или выдачей данных в последовательном коде;

Кроме основных функций приема, хранения и выдачи данных регистры могут выполнять функции преобразования данных или логические операции. По этому признаку различают:

— регистры с преобразованием параллельного кода в последовательный или наоборот;

— регистры с поразрядным логическим умножением или сложением;

— регистры последовательного приближения для построения аналого-цифровых преобразователей.

По количеству каналов, по которым поступают данные, различают:

— однофазные регистры с одним каналом;

— парафазные регистры с вводом данных по прямому и инверсному каналам.

По количеству тактов управления для записи данных различают:

По управлению записью данных различают:

Параллельный регистр без сдвига.

Рис. 5.33 Регистр без сдвига: а) – принципиальная схема;

б) – условное обозначение

Начальный сброс сигналом R, устанавливает регистр в нулевое состояние. По сигналу «Запись» RD в регистр записывается информация с входов DI. По сигналу «Чтение» WR информация поступает на выходы DO. Реверс информации в регистре осуществляется сигналом С. Если вход или выход многоразрядный он может указываться в виде шины с обозначением числе разрядов.

Дата добавления: 2016-04-14 ; просмотров: 2132 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник