Лабораторна робота № 6

Тема роботи: Лічильники.

Мета роботи: Ознайомлення з пристроєм, функціонуванням лічильників і випробування синхронного сумуючого,реверсивного і десяткового лічильників.

Теоретичні відомості

Лічильник призначений для рахування надходячих на його вхід імпульсів, в інтервалі між якими він повинен зберігати інформацію про їх кількість. Тому лічильник складається з запам’ятовуючих комірок – тригерів звичайно D-або JK- типу. Між собою комірки лічильника з’єднують таким чином, щоб кожному числу імпульсів відповідали стани 1 або 0 визначених комірок. При цьому сукупність одиниць і нулів на виходах n комірок, називаємих розрядами лічильника, уявляє собою n- розрядне двійкове число, котре однозначно визначає кількість минулих через входи імпульсів.

Кожний розряд лічильника може знаходитися в двох станах. Число стійких станів, які може приймати даний лічильник, називають коефіцієнтом переліку К_сч.

Якщо з кожним вхідним імпульсом «записане» в лічильнику число збільшується, то такий лічильник являється сумуючим, якщо ж воно зменшується, то – зменшуючим. Лічильник, працюючий як на додавання, так і на віднімання, називають реверсивним.

Лічильники, в яких під впливом вхідного імпульса перемикання відповідних імпульсів відбувається послідовно один за одним, називають асинхронними, а коли перемикання відбувається одночасно – синхронними. Максимальне число N, котре може бути записане в лічильнику, рівне

(2ⁿ - 1), де n – число розрядів лічильника.

2. Лічильник з безпосередніми звʼЯзками

_{Умова зображення} трирозрядного сумуючого лічильника показано на рис. 14.1, а, на котрому символом Rпозначено вхід загального скидання, символами Q₁, Q₂і Q₃ – виходи лічильника, CR–вихід переносу одиниці. Сумуючий вхід лічильника позначається +1, віднімаючий -1. Це рахункові входи. В асинхронних лічильниках ці входи позначені спеціальними символами: або _{, вказуючими полярність перепаду вхідного сигналу: 1/0 або 0/1, при якій відбувається перемикання тригерів лічильника.}

_{Для перемикання тригерів в лічильниках використовують наступні зв’язки: безпосередню, тракт послідовного переносу, тракт паралельного переносу. Схема лічильника з безпосередніми зв’язкамипоказанана рис. 14.1, б. Перший тригер лічильника Т1 утворює молодший розряд. Він перераховує вхідні імпульси по модулю 2, а стан його виходу сприймається}

наступним Т₂ тригером як вхідні сигнали і знову перераховуються на 2 і т. д.

Повне уявлення про стани лічильника (рис. 14.1, б), в залежності від числа поданих на вхід імпульсів, дає перемикальна таблиця (табл. 14.1) і часові діаграми (рис. 14.1, в), де зображені послідовність вхідних імпульсів (на вході +1), а також стан тригерів – першого (Q₁), другого (Q₂)і третього (Q₃). Фронти імпульсів на діаграмах показані ідеальними: потенціал, відповідаючий логічному 0, вважається рівним нулю, перемикаючі перепади для наочності позначені хрестиками.

В лічильниках з безпосереднім зв’язком перемикання тригерів, викликане зрізом вхідного сигналу, відбувається один за одним, послідовно, і затримка розповсюдження n- розрядного лічильника, оцінювана затримкою найгіршого випадку – зміною всіх 1 на всі 0, - в nраз більше затримки одного T-тригера. Якщо розрядів багато, то велика затримка може виявитися серйозним недоліком такого лічильника. Із-за неможливості виконати схему станів всього лічильника в один момент часу, лічильники з безпосереднім зв’язком бувають тільки асинхронними, тобто сигналом, перемикаючим їх, являється сам вхідний сигнал.