Пример разработки двоичного счётчика

Необходимо реализовать двоичный счётчик на микросхемах К555ИЕ7 (SN74LS193) с коэффициентом счёта К_сч = 31 ∙ 3 = 93.

Микросхема К555ИЕ7 (SN74LS193) представляет собой четырёхразрядный двоичный счётчик (рисунок 2.13).

а)                                              б)

Рисунок 2.13 – Условное обозначение микросхем К555ИЕ7 (а) и SN74LS193 (б)

Выводы 15, 1, 10, 9 предназначены для предварительной установки счётчика при нулевом уровне сигнала на входе 11. Высокий уровень напряжения на входе 11 (+5 В) исключает предварительную установку. Вход 5 используется для прямого счёта, а вход 4 – для обратного. Сброс счётчика осуществляется при подачи высокого уровня напряжения на вход 14. Для увеличения разрядности счётчика используется выход 12 (≥15).

Одна микросхема может иметь максимальный коэффициент счёта, равный 16. Две последовательно соединённые микросхемы дадут коэффициент счёта, равный 256. Так как заданный коэффициент счёта К_сч = 31 ∙ 3 = 93, то для построения счетчика-делителя с заданным коэффициентом счёта достаточно двух микросхем. Определим двоичный код заданного коэффициента счёта:

=128 ∙ 0 + 64 ∙ 1 + 32 ∙ 0 + 16 ∙ 1 + 8 ∙ 1 + 4 ∙ 1 + 2 ∙ 0 + 1 ∙ 1.

При поступлении 93-го импульса на вход микросхемы DD 1 на выходах Q _i микросхем DD 1 и DD 2 установятся следующие логические сигналы:

DD 2: Q ₃ Q ₂ Q _l Q _O; DD 1: Q ₃ Q ₂ Q _l Q _O.

0101 1101

Так как сброс счётчиков в исходное (нулевое) состояние осуществляется сигналом высокого уровня, подаваемым на входы 14, то, объединив с помощью логического элемента 8И-НЕ (DD 3) выходы Q_i счетчиков, на которых появятся логические единицы при поступлении на вход 93-го импульса, подадим результирующий сигнал с выхода DD 3, предварительно проинвертировав его с помощью логического элемента 3И-НЕ DD 4 на входы 14 микросхем DD 1 и DD 2.

В качестве DD 3 можно использовать микросхему К555ЛА2 (74LS30D), в которой содержится один логический элемент 8И-НЕ; в качестве DD 4 – микросхему К555ЛА4 (74LS10D), в которой содержится два логических элемента 3И-НЕ.

Модель разработанной схемы счётчика в среде Multisim  приведена на рисунке 2.14. Данная схема осуществляет подсчёт 93-х импульсов и отображение их двоичного кода. С приходом 93-го импульса выходы счётчиков обнуляются и счёт возобновляется.

Рисунок 2.14 – Модель двоичного счётчика с коэффициентом счёта К_сч = 93