2020-04-20
91
І. Тема: 4 Основи цифрової електронної схемотехніки
4.3 Цифрові пристрої
Мета: Формування потреби безперервного, самостійного поповнення знань; розвиток творчих здібностей та активізації розумової діяльності.
ІІ. Студент повинен знати:
- Призначення лічильників імпульсів;
- Область застосування лічильників імпульсів;
- Способи реалізації лічильників імпульсів;
- Будову та принцип роботи схем лічильників імпульсів різних типів.
ІІІ. Студент повинен уміти:
- Застосовувати лічильники імпульсів при побудові електричних схем;
- Будувати та викреслювати схеми на основі лічильників імпульсів.
ІV. Дидактичні посібники: Методичні вказівки до опрацювання.
V. Література: [1, с. 174-178].
VІ. Запитання для самостійного опрацювання:
1. Лічильники імпульсів
VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.
VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:
1. Що являє собою лічильник імпульсів?
2. Що таке послідовний лічильник імпульсів?
3. Що таке паралельний лічильник імпульсів?
|
|
|
4. На які типи поділяються лічильник імпульсів?
ІХ. Підсумки опрацювання:
Теоретична частина: Цифрові пристрої
План:
1. Лічильники імпульсів
Література
Лічильники імпульсів
Однією з найрозповсюдженіших операцій у пристроях інформаційно-обчислювальної і цифрової вимірювальної техніки є фіксування кількості імпульсів-підрахунок їх кількості. Ревізують таку операцію лічильники імпульсів. Лічильники також забезпечують представлення інформації про кількість імпульсів у вигляді двійкового коду (завдяки принципу побудови).
Лічильники бувають прості (підсумовуючі, у яких код збільшується на одиницю після надходження на вхід кожного імпульсу; віднімаючі, у яких код відповідно зменшується після надходження на вхід кожного імпульсу) і реверсивні (суміщають властивості підсумовуючих і віднімаючих - можуть працювати в тому або іншому режимі за зовнішньою командою). Як правило, лічильники будують на основі тригерів. Схема чотирирозрядного підсумовуючого послідовного двійкового лічильника, виконаного на комбінованих RST-тригерах з імпульсними інверсними входами синхронізації наведена на рис. 8.7, його умовне позначення - на рис. 8.8, часові діаграми роботи - на рис. 8.9, таблиця переходів - у табл. 8.1.
Рис. 8.7 - Чотирирозрядний послідовний двійковий лічильник
Рис. 8.8 - Умовне позначення чотирирозрядного послідовного двійкового лічильника
Таблиця 8.1 Таблиця переходів чотирирозрядного послідовного двійкового лічильника
Лічильник називається послідовним, тому що вихід тригера кожного попереднього розряду з'єднано з лічильним входом (входом синхронізації) тригера наступного розряду, в результаті чого передача інформації - перемикання тригерів розрядів лічильника - відбувається послідовно одного за одним. Це визначає низьку швидкодію лічильника.
|
|
|
Рис. 8.9 - Часові діаграми роботи чотирирозрядного підсумовуючого послідовного двійкового лічильника з імпульсним інверсним лічильним входом
У паралельних лічильників інформація з розряду в розряд передасться за допомогою спеціальної комбінаційної схеми, а входи синхронізації тригерів з'єднано разом і перемикання всіх тригерів відбувається одночасно.
Як видно з таблиці переходів і часових діаграм, при безперервній роботі лічильника на його виходах Q1, Q2, Q4, Q8 формується послідовний двійковий код.
Вхід R призначений для встановлення лічильника в нульовий стан (у даному разі - подачею сигналу логічної 1).
Входи D1, D2, D4, D8 призначені для паралельного занесення чисел у лічильник - для задання початкового стану, що відрізняється від нульового.
Послідовну роботу лічильника можна порушити, обмеживши кількість його станів. Це можна зробити, вводячи зворотний зв'язок, як, наприклад, показано на рис. 8.10. Тепер при досягненні десятого стану лічильник одразу переходить в нульовий стан - отримано двійково-десятковий лічильник, який має не 16, а 10 станів і формує на виходах двійково-десятковий код. Його таблиця переходів наведена в табл. 8.2, а часові діаграми роботи - на рис. 8.11.
Рис. 8.10 - Отримання двійково-десяткового лічильника з двійкового (а) і умовне позначення двійково-десяткового лічильника (б)
Рис. 8.11- Часові діаграми роботи чотирирозрядного двійково-десяткового лічильника
Таблиця 8.2 Таблиця переходів чотирирозрядного послідовного двійково-десяткового лічильника
Застосування таких лічильників разом з двійково-десятковими або двійково-семисегментними дешифраторами дозволяє на основі стандартних ІМС будувати схеми керування багаторозрядними десятковими індикаторами (розряди десяткові, а у межах десяткового розряду рахунок двійковий).
На рис. 8.12 наведено схему лічильника, який також має десять станів, але працює не в послідовному двійковому коді, бо після надходження восьмого імпульсу переходить з 7 стану у 14, після дев'ятого - у 15, а після десятого - у 0.
Рис. 8.12 - Чотирирозрядний лічильник, що має десять станів
Рис. 8.13 - Реверсивний лічильник К561ИЕ14
У вигляді ІМС випускається досить широка номенклатура лічильників. На рис. 8.13 як приклад наведене умовне позначення чотирирозрядного реверсивного лічильника К561ИЕ14. Він має входи:
1) запису інформації з входів паралельного вводу інформації D1, D2, D4, D8 - WR;
2) паралельного вводу інформації - D1, D2, D4, D8;
3) синхронізації (тактовий) - C;
4) дозволу лічення - V;
5) напрямку лічення (підсумовування чи віднімання) - ± 1;
6) задання роботи в двійковому чи двійково-десятковому коді - 2/10. Виходи:
1) інформаційні - Q1, Q2, Q4, Q8;
2) переносу (займу) в старшин (із старшого) розряду - р.
Контрольні запитання:
1. Що являє собою лічильник імпульсів?
2. Що таке послідовний лічильник імпульсів?
3. Що таке паралельний лічильник імпульсів?
4. На які типи поділяються лічильник імпульсів?
