Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ƒвоичные счетчики




 

ћодуль двоичного счетчика Ц цела€ степень числа 2 (ћ=2n), а его выходное состо€ние выражаетс€ двоичным кодом Qn-1Е..Q0, считываемым по выходам триггеров разр€дов.

—труктуры двоичных счетчиков можно получить по таблицам двоичного счета, либо методам формального синтеза.

–ассмотрим последовательность двоичных чисел от 0 до ћ-1: дл€ 4-х разр€дного счетчика таблицы пр€мого и обратного счета имеют вид:

 

  Q3 Q2 Q1 Q0
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
  Q3 Q2 Q1 Q0
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         
         

 

»з таблицы видно, что триггер младшего разр€да переключаетс€ от каждого входного сигнала (нули и единицы чередуютс€ в Q0 поодиночке).

¬ следующем разр€де Ц парами, затем четверками, восьмерками и так далее Ц частота переключений каждого следующего триггера уменьшаетс€ вдвое по сравнению с частотой переключений предыдущего.

—ледовательно, счетчик можно построить как цепочку последовательно включенных триггеров, каждый из которых обладает свойством делени€ частоты на два. ќднако, это справедливо как дл€ суммирующего, так и дл€ вычитающего счетчиков, нужно дополнительно установить вид св€зей между триггерами.

¬ таблице пр€мого счета соседний старший разр€д измен€ет состо€ние при переходе данного разр€да из единицы в ноль. «начит суммирующий счетчик Ц цепочка из триггеров с инверсным динамическим управлением, либо двухступенчатых MS триггеров рассмотренных ранее.

Ёквивалент I варианта Ц цепочка триггеров с пр€мым динамическим управлением, но сигнал снимаетс€ с выхода .

ƒл€ схем с обратным счетом из таблицы видно: переключение следующего Ц при переходе предыдущего из 0 в 1.

—хема вычитающего счетчика Ц цепочка триггеров с пр€мым динамическим управлением (либо варианты).

 

—уммирующие:

 

 

¬ычитающие:

 

 

—труктуры двух счетчиков.

 

ѕолученные счетчики называютс€ последовательными (или счетчики с последовательным переносом) Ц каждый триггер переключаетс€ выходным сигналом предыдущего. ¬ременные сост€зани€ сигналов отсутствуют Ц триггеры переключаютс€ поочередно, один за другим.

ћаксимальное врем€ установлени€ последовательных счетчиков наблюдаетс€ при переходах, сопровождающихс€ переключением всех разр€дов (например от 1111 к 0000). Ёто врем€ пропорционально числу разр€дов счетчика и времени переключени€ триггеров: врем€ установлени€ кода: ,

¬ режиме делени€ частоты быстродействие определ€етс€ , максимальна€ входна€ частота (но есть фазовый сдвиг между входной и выходной последовательност€ми).

¬ режиме регистрации кода нельз€ подавать очередной входной сигнал, пока не зафиксировано предыдущее состо€ние счетчика, поэтому в таком режиме

- быстродействие в n раз меньше.

 

ѕараллельные (синхронные, с параллельным переносом) счетчики Ц имеют максимальное быстродействие, поскольку в них все разр€ды переключаютс€ одновременно.

ƒобавление единицы к двоичному числу:

 

+110111

1

111000
–езультат отличаетс€ от исходного числа только в младших разр€дах до первого нулевого включительно.

»зменение состоит в инвертировании состо€ний.

—труктура счетчика с параллельным переносом содержит разр€дные триггеры и конъюнкторы, анализирующие состо€ни€ предыдущих разр€дов. ѕри поступлении входного сигнала переключаютс€ только те триггеры, дл€ которых все предыдущие были в единичном состо€нии.

 

 

¬рем€ установлени€ счетчика не зависит от разр€дности и равно:

( - конъюнктора).

 

—труктурна€ схема параллельного счетчика на JK-триггерах типа MS (TB1).  онъюнкторы могут отсутствовать если предусмотрены группы входов J и K, св€занные по ». ¬ этом случае .

 

 

„астотные возможности параллельного и последовательного счетчиков в режиме делени€ частоты идентичны (если не говорить о фазовых сдвигах).

¬ параллельных счетчиках все разр€ды переключаютс€ одновременно, их структуре свойственны временные сост€зани€ сигналов. Ёти сост€зани€ исключаютс€ при использовании MS триггеров.

ќбычно разр€дность параллельного счетчика ограничена наличием необходимых элементов в используемой серии »ћ—. ¬торое ограничение Ц рост нагрузки на выходы триггеров по мере увеличени€ числа разр€дов счетчика.

 

—четчик с параллельно-последовательным переносом имеет структуру:

 

 

»меет в цеп€х межгрупповых переносов конъюнкторы, формирующие перенос в следующую группу при единичном состо€нии всех триггеров предыдущей.

¬ наихудшем, с точки зрени€ быстродействи€, случае, когда перенос проходит всю цепь и поступает на вход последней группы, врем€ установлени€ кода:

- число групп;

- врем€ установлени€ кода в группе.

≈сли группа Ц счетчик с параллельным переносом:

,

ѕолучаем:

 

—четчик со сквозным переносом можно рассматривать как предельный случай группового типа, когда группа €вл€етс€ одноразр€дной:

 

 

¬ходной сигнал распростран€етс€ по цепочке конъюнкторов от младшего разр€да до первого, содержащего ноль. ƒальнейшее распространение переноса блокируетс€ соответствующим конъюнктором. –аспростран€€сь по цепочке сигнал переноса переключает триггеры и все младшие разр€ды счетчика, включа€ первый нулевой, инвертируетс€, что и требуетс€ дл€ реализации счетного режима.

ћаксимальное врем€ установки:

ѕо сравнению с последовательным счетчиком схема со сквозным переносом выигрывает в той мере, в какой задержка конъюнктора в данной серии меньше времени распространени€ в триггере.

 

–еверсивные счетчики измен€ют направление счета под воздействием управл€ющего сигнала либо при смене точки подачи считаемых сигналов.

¬ первом случае схема имеет счетный и управл€емый входы, во втором Ц два счетных входа.

Ќаиболее распространенный способ построени€ реверсивных счетчиков Ц переключение межразр€дных св€зей.

 

 

¬ »ћ— 155 »≈ 7 (555) в одном корпусе —»— размещен четырехразр€дный параллельный двоичный реверсивный счетчик. —четчик имеет регул€рную структуру, один разр€д его:

 

 

—хема имеет вход общей установки в нуль (сброс) R, параллельный вход записи D4, тактируемый сигналом —.

ѕо входу пр€мого счета создаетс€ суммирующий счетчик, поскольку работает конъюнктор 1, а 2 блокирован нулевым сигналом, снимаемым с инвертора. ѕри подаче сигналов на вход обратного счета создаетс€ вычитающий счетчик, так как точка съема сигнала с триггеров переноситс€ на инверсные выходы (конъюнктор 1 блокирован Ц на - единичный сигнал). »нверсии сигналов переноса и заема –4 и Z4 используютс€ как входные сигналы следующей группы (другой »ћ—). »нверторы €вл€ютс€ общими и играют роль усилителей Ц формирователей входных сигналов. —овместное включение 2-х »ћ—, дающее 8 разр€дный двоичный счетчик (типичен дл€ схем групповых счетчиков с последовательно-параллельным переносом):

 

 

ƒвоично-кодированные счетчики с произвольным модулем.

 

»ногда нужны счетчики с модулем счета, не выражаемым целой степенью двойки, то есть произвольным. “акие счетчики реализуютс€ различными способами. Ўироко распространен и используетс€ в »ћ— способ исключени€ лишних состо€ний в двоичном счетчике.

„тобы построить счетчик с модулем  ¹2n берут двоичный счетчик с модулем ћ=2n, так чтобы его разр€дность n отвечала условию: . –азность L=M-K дает число лишних состо€ний, подлежащих исключению.

—пособы исключени€ лишних состо€ний многочисленны. »сключение в качестве лишних некоторого числа первых состо€ний счетчика приводит к нулевому начальному состо€нию и регистрации в счетчике кода с избытком.

»сключение последних состо€ний позвол€ет сохранить естественный пор€док счета. —ложность реализации обоих вариантов одинакова.

¬ счетчиках с исключением последних состо€ний счет ведетс€ обычным способом вплоть до достижени€ кода  -1. ƒалее последовательность переходов счетчика в направлении роста регистрируемого числа должна быть прервана, и следующее состо€ние должно быть нулевым (при естественном пор€дке счета). ѕри этом счетчик будет иметь   состо€ний.

—пособ построени€ счетчиков рассмотрим на примере  =10.

ѕроведем построение декадного счетчика формализованным путем.

“аблица его функционировани€:

 

єимп »сходное состо€ние —ледующее состо€ние
Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 

 

”ниверсальный способ основан на совместном использовании таблиц переходов счетчика и таблиц функционировани€ триггеров, выбранных дл€ их реализации.

ƒл€ JK (который выбираем) таблица функционировани€.

 

Qt Qt+1 J K
      X
      X
    X  
    X  
J2 K2 QS+1
    QS
     
     
   

 


ƒл€ Q3:

 

  Q3 Q2 Q1 Q0 Q3t Q3t+1 ‘-и возбуждени€
J K
                X
                X
                X
                X
                X
                X
                X
                X
              X  
              X  

 

 

ƒл€ J3: ƒл€  3:

 

J3 = Q0Q1Q2  3 = Q0.

 

 

  Q3 Q2 Q1 Q0 Q2t+1 J2 K2 Q1t+1 J1 K1
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 

 

 

J2 = Q1Q0;

K2 = Q1Q0;

J1 = Q0 ;

K1 = Q0.

 

ѕолучаем .

»з таблицы видно, что триггер младшего разр€да переключаетс€ от каждого входного импульса, то есть работает в счетном режиме. —ледовательно, .

«на€ функции возбуждени€ триггеров, строим схему:

 

 

„асто примен€ютс€ счетчики с модулем счета ћ + 1 = 2n + 1. »спользование приема увеличени€ модул€ двоичного счетчика на единицу позвол€ет получить подсхемы, совместное применение которых дает возможность реализовать любой требуемый модуль счета  . ƒл€ этого модуль   представл€етс€ через слагаемые или множители, каждый из которых легко реализуетс€ (равен ћ или ћ + 1). Ќапример, можно использовать представлени€:

3 = 2 + 1; 5 = 4 + 1; 6 = 3*2; 7 = 6 + 1; 9 = 8 + 1; 11 = 10 + 1; и т.д.

—хему с увеличенным на единицу модулем счета ћ + 1 можно построить тем же способом, что применен дл€ построени€ счетной декады. –езультат следующий:

 

 

—хема содержит обычный двоичный счетчик в качестве средней части, не включающий первый и последний каскады. ¬ первом и последнем каскадах входы посто€нно равны Ђ1ї, вход J1 получает сигнал в виде перекрестной обратной св€зи, а вход J последнего триггера получает сигнал в виде конъюнкции входов всех предыдущих триггеров.

ѕри нулевом исходном состо€нии схема работает следующим образом. ¬ первом триггере при J1 = 1, а это сохран€етс€ до переключени€ старшего триггера, осуществл€етс€ режим счетного триггера. ѕока все предшествующие последнему разр€ду триггеры не заполн€тс€ единицами, происходит обычный двоичный счет. “акой счет идет до числа 011Е11, по€вление которого открывает группу входов J последнего триггера. ѕосле этого состо€ни€ возникает состо€ние: 000Е00, так как переключитс€ только последний триггер.

“аким образом, прибавление к некоторому числу разр€дов счетчика еще одного разр€да здесь приводит к по€влению еще одного внутреннего состо€ни€ счетчика (в обычном двоичном счетчике это приводит к удвоению числа внутренних состо€ний).

ƒл€ схемы с   = 9 последовательность состо€ний имеет вид:

 

 

—четчик с   = 9 примен€етс€ в схемах контрол€ и часто используетс€ как часть других счетчиков. —хема в данном случае имеет всего два разр€да Ц первый и последний.

 

 

¬ отечественных и зарубежных сери€х имеетс€ счетчик »≈ 4, используемый как делитель частоты.

 

 

Ќа втором и третьем триггерах собрана схема с   = 3. ≈сли подавать входные сигналы на вход , то получим счетчик с   = 3*2 = 6 по выходу Q4 и счетчик с   = 3 по выходу Q = 3.

≈сли соединить выход Q1 с входом , а входные сигналы подать на вход , то по выходам , , получаютс€ делители частоты на 2, 6 и 12.

¬ходы и дают управл€емую установку нул€, если на один из них подавать управл€ющий (разрешающий) сигнал, а на второй Ц тактирующий.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-02-12; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2217 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—тудент может не знать в двух случа€х: не знал, или забыл. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

825 - | 504 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.062 с.