Исследование кольцевого счетчика

СЧЕТЧИКИ С НЕДВОИЧНЫМИ МОДУЛЯМИ СЧЕТА

Цель работы: изучение структуры и работы счетчиков с недвоичными модулями счета.

Основные сведения

Счетчики, в которых модуль счета может принимать любое, не равное целой степени числа 2, значение.

Наибольшее распространение получили счетчики с модулем счета 10, т.е. двоично-десятичные (декадные) счетчики.

Счетчики с недвоичными модулями счета могут быть построены на основе двоичных счетчиков с использованием двух методов:

1. метод исключения лишних состояний путем изменения связей между триггерами;

2. метод управляемого сброса.

Первый метод основан на использовании различных методов синтеза цифровых последовательных устройств. Второй метод основан на формировании сигнала сброса триггеров в исходное состояние при появлении на выходе счетчика кода, совпадающего с заданным модулем счета Кс.

Существуют счетчики с унинарным кодированием, когда состояние счетчика определяется местом единственной 1 или 0 (кольцевые счетчики) и счетчики с унитарным кодированием, когда состояние счетчика определяется числом 1 или 0 (счетчики Джонсона).

Основным недостатком кольцевых счетчиков является их низкая помехозащищенность. Например, если под действием помехи исчезнет записанная в счетчик единица, то все триггеры окажутся в нулевом состоянии и счетчик работать не сможет. Для устранения подобных сбоев используются различные способы коррекции состояния счетчика.

Модуль счета счетчика Джонсона в два раза больше модуля счета простого кольцевого счетчика. В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, могут быть сбои, вызванные помехами. Для коррекции нарушений, вызванных сбоями, также используются способы, с помощью которых производится переход из любой запрещенной комбинации в одну из разрешенных.

Счетчики Джонсона широко используются в делителях частоты импульсов, генераторах случайных чисел, в устройствах памяти и др. На базе счетчика Джонсона можно легко реализовать счетчики с любым четным модулем счета. При необходимости иметь нечетное значение модуля счета можно на вход первого разряда подавать (вместо сигнала с инверсного выхода последнего триггера) сигнал с инверсных выходов последнего и предыдущего триггеров, объединенных по схеме И. При этом из набора выходных состояний счетчика Джонсона исключается одна кодовая комбинация, составленная из нулей.

Экспериментальная часть

Исследование кольцевого счетчика.

а. Соберите схему, приведенную на рис.1. Включите схему.

б. С помощью переключателя [R] установите счетчик в исходное состояние.

в. С помощью переключателя [С] изменяйте состояние счетчика.

г. Составьте таблицу состояний счетчика. Определите модуль счета.