4.2.1. Структурная схема программируемого счетчика-делителя
Счетчик-делитель частоты позволяет получить на выходе импульсную последовательность, частота которой меньше частоты входного сигнала в определенное количество раз. Отношение
F
называется модулем счета или коэффициентом деления. У программируемого счетчика-делителя эта величина переменная, определяемая управляющим кодом.
Соответственно, схема такого устройства должна содержать блок задания кода, блок индикации коэффициента деления и собственно программируемый формирователь, который представляет собой блок программируемых счетчиков. Чтобы коэффициент деления счетчиков можно было изменять, в качестве программируемых следует использовать синхронные счетчики с входами параллельной загрузки.
Разрядность счетчика определяется исходя из максимального требуемого модуля счета. Связь между количеством используемых корпусов микросхем 4-разрядных двоичных и двоично-десятичных счетчиков и максимальным модулем счета отражена в таблице 4.7.
Таблица 4.7
Количество используемых корпусов |
1 |
2 |
3 |
4 |
Модуль счета двоичных счетчиков |
16 |
256 |
4096 |
65536 |
Модуль счета двоично-десятичных счетчиков |
10 |
100 |
1000 |
10000 |
Необходимо помнить, что при использовании двоичных счетчиков управляющий код также должен быть двоичным. Тогда перед подачей на блок индикации он должен быть преобразован в двоично-десятичный.
4.2.2. Структурная схема формирователя импульса заданной длительности
В основе схемы формирователя импульса заданной длительности лежит схема программируемого ждущего мультивибратора. Программируемый ждущий мультивибратор представляет собой устройство, которое при подаче на вход короткого запускающего импульса вырабатывает выходной импульс длительностью, определяемой управляющим входным кодом и кратной периоду сигнала генератора тактовой частоты. Вариант структурной схемы формирователя импульса заданной длительности представлен на рис. 4.5.
Поскольку запускающий сигнал может иметь длительность, не подходящую для запуска конкретной схемы мультивибратора, необходим формирователь импульса запуска. К примеру, запускающим может быть сигнал от кнопочного переключателя (см. раздел 6.5), длительность которого произвольна. В данной схеме формирователь импульса запуска – это устройство, которое по перепаду (положительному или отрицательному, в зависимости от требований) запускающего сигнала вырабатывает импульс запуска, подаваемый на мультивибратор. Требования к импульсу запуска определяются конкретной схемой программируемого цифрового мультивибратора. В большинстве случаев длительность запускающего импульса равна периоду тактового сигнала.
Рис 4.5. Структурная схема формирователя импульса заданной длительности
Количество и тип используемых в схеме счетчиков определяются в зависимости от требуемого диапазона изменения длительности выходного импульса. Для этого можно воспользоваться табл. 4.7. Модуль счета используемого блока счетчика должен быть не менее величины:
Tmax
где Tmax – максимальная длительность выходного импульса,
Tшаг – шаг изменения длительности выходного импульса, равный периоду тактовой частоты.
Управляющий код в этом случае будет рассчитываться по формуле:
Di = M – 1 – K,
где M – максимальный модуль счёта, зависящий от количества корпусов выбранных счётчиков. Если формирователь построен на 2-х корпусах двоичного счётчика то M = 256 (для двоично-десятичных счётчиков M = 100).
K – переменный модуль счёта на выходе формирователя.
Период выходного сигнала генератора тактовой частоты определяется единицами измерения длительности выходного импульса мультивибратора. Например, для построения схемы, которая при поступлении запускающего импульса вырабатывает импульс длительностью от 1 до 15 мс с шагом 0,1 мс, потребуется два двоичных или три двоично-десятичных счетчика, имеющих входы параллельной загрузки. А генератор тактовой частоты должен вырабатывать периодическую последовательность импульсов частотой 10 кГц.
В задании даётся относительная погрешность опорного генератора и по её значению выбирается тактовая частота опорного генератора.