Реверсивный четырехразрядный двоичный счетчик.

 

Схема состоит из RS – триггера, который служит для выбора режима счета и JK – триггеров, которые служат для запоминания отдельных разрядов двоичного числа.

В JK-триггерах входы J и K объединены и на них действует логическая «1», а вход С используется как счетный вход. Так же как в регистре входы R образуют цепь сброса,а входные импульсы поступают на вход С триггера Т0.

Если переключатель SA в положении «1», то RS – триггер в нулевом состоянии и в схеме выполняется сложение. Если SA в положении «2», то RS – триггер в единичном состоянии и в схеме выполняется вычитание.

Выходы схем, «2и-или-не» соединены со входами С триггеров Т1,Т2,Т3. Прямой выход RS – триггера и прямые выходы JK – триггеров соединены с верхними элементами «и» схем «2и-или-не», инверсный выход RS – триггера и инверсные выходы JK – триггеров соединены с нижними элементами «и» схем «2и-или-не».

Чтобы определить в какое состояние перейдет счетчик после поступления импульса на его вход необходимо:

1. Исходное состояние счетчика показать на прямых и инверсных выходах JK – триггеров.

2. Задать режим счета с помощью RS – триггера.

3. Указать логические уровни на всех входах схем «2и-или-не».

4. Определить логические уровни на выходах схем «2и-или-не».

5. При подаче импульса на вход счетчика триггер Т0 всегда меняет свое состояние на противоположное, Т1, Т2, Т3 меняют свое состояние на противоположное, если на входе С произойдет отрицательный перепад напряжения, в остальных случаях состояния триггеров не изменятся.

Микросхема К155ИЕ7

Микросхема К155ИЕ7 представляет собой 4 – х разрядный реверсивный двоичный счетчик.

Назначение выводов:

D0 – D3 - Информационные входы.

РЕ – инверсный вход разрешение параллельной загрузки. Если на нем действует логический «0», то информация с входов D0 – D3 загружается в счетчик и появляется на выходах Q0 – Q3.

R - прямой вход сброса.

Сu. - вход счета на увеличение

Сd – вход счета на уменьшение.

ТСu – ТСd – выходы переноса при счете на увеличение и на уменьшение.

Запоминающие устройства

Устройство памяти предназначено для последовательной записи, хранения и последовательной выдачи (чтения) массивов данных. В соответствии с этим возможны три режима работы памяти в любой последовательности: запись, хранение и чтение.

Запоминающее устройство содержит некоторое число N ячеек, в каждой из которых может храниться слово с определенным числом разрядов n. Ячейки последовательно нумеруются двоичными числами. Номер ячейки называется адресом. Если для представления адресов используются комбинации m-разрядного двоичного кода, то число ячеек может составлять M=2ⁿ .

Важнейшими характеристиками ЗУ являются его информационная емкость и быстродействие.

Емкость памяти определяет количество информации, которая может храниться в памяти, и выражается в битах или байтах. Например, если память ЭВМ составляет 64 Кбайт, это означает, что она может хранить 64*1024 восьмиразрядных слов (К= 1024).Емкость можно определять произведением N и n: М= N * n. В настоящее время выпускаются микросхемы ЗУ с емкостью до сотен и более Кбит.

Быстродействие ЗУ определяется продолжительностью обращения к нему. Время обращения to при записи слова складывается из времени поиска слова tn, стирания ранее записанного слова tст (при необходимости) и записи нового слова tзп, т.е. to = tn + tст + tзп. При чтении время обращения к ЗУ складывается из времени поиска слова tn, чтения слова tчт и его восстановления в памяти tвосст (при необходимости), т.е. to = tn + tчт + tвосст.

Запоминающие устройства разделяют: по использованию – на внешние и внутренние; по назначению – на сверхоперативные, оперативные, постоянные, буферные; по физическим принципам действия – на магнитные и полупроводниковые; по способу хранения информации – на статические и динамические; по способу доступа к заданному месту хранения (к ячейки памяти) – с последовательным, циклическим и произвольным доступом; по характеру обращения – с адресным, безадресным и ассоциативным обращением.

Для получения в ЭВМ одновременно большой информационной емкости и высокого быстродействия используется иерархический принцип построения памяти. Адресное пространство ЭВМ или вычислительной системы (ВС) представлялось в виде адресного пространства некоего абстрактного ЗУ, называемого виртуальным, т.е. кажущимся ЗУ. Для обращения к такому ЗУ используется соответственно виртуальные адреса.

В иерархической структуре и памяти можно выделить следующие уровни.

Сверхоперативные ЗУ (СОЗУ). Их быстродействие соизмеримо с быстродействием устройств, выполняющих самые быстрые операции над операндами. Информационная емкость СОЗУ обычно небольшая. Сверхоперативные ЗУ необходимы для того, чтобы обращение к памяти за операндами не приводило к увеличению времени выполнения операций. С целью сокращения длины линий связи СОЗУ обычно не являются самостоятельными устройствами и аппаратурно относятся к тем или иным процессорным устройствам.

Оперативные ЗУ (ОЗУ). Они предназначены для хранения данных и программ текущих вычислений, а также данных и программ, к которым следует перейти, если в ходе вычислительного процесса возникнет прерывание. Информационная емкость ОЗУ значительно выше информационной емкости СОЗУ, а быстродействие соизмеримо со средним временем выполнения операций.

Внешние ЗУ (ВЗУ). Они предназначены для хранения больших массивов информации, например, всего математического обеспечения вычислительных систем. Данные программы, хранящиеся во внешних ЗУ, непосредственно не используются в вычислительном процессе, а передаются предварительно из ВЗУ в ОЗУ. В качестве внешних ЗУ чаще всего используют накопители информации на магнитных лентах (ННЛ) и дисках (ННД).

Буферные ЗУ. Для промежуточного хранения данных и команд между группами устройств, работающих неравномерно и с разной скоростью.

В вычислительных системах распространены также постоянные (односторонние) ЗУ (ПЗУ). Такие ЗУ предназначены только для хранения и чтения неизменяемой информации (программы, константы, таблицы, микропрограммы и т.п.). ПЗУ в зависимости от назначения могут быть отнесены к любому уровню памяти. Информация в них записывается один раз при изготовлении, а при работе только прочитывается.