10

		Содержимое
			Введение _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		1
			Теоретические основы логического проектирования счетчиков импульсов _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		1
	2.1		Основные характеристики и классификация счетчиков_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		1
	2.2		Методика синтеза синхронных счетчиков_ _ _ _ _		6
	2.3		Синхронный суммирующий двоичный счетчик с Ксч=8,в коде ''4-2-1'' на JK_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		11
	2.4		Синхронный вычитающий двоичный счетчик с Ксч=8,в коде ''4-2-1'' на JK_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		17
	2.5		Особенности синтеза реверсивных синхронных счетчиков_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		20
	2.6		Особенности синтеза синхронных двоично-десятичных счетчиков, работающих в неоднозначных кодах_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		25
	2.7		Методика синтеза асинхронных счетчиков_ _ _ _		30
	2.8		Асинхронный суммирующий двоичный счетчик в коде ''4-2-1'' с Ксч=8 на JK-триггерах_ _ _ _ _ _ _ _		32
	2.9		Асинхронный суммирующий двоичный счетчик в коде ''4-2-1'' с Ксч=8 на D-триггерах с динамическим управлением_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		39
	2.10		Особенности синтеза реверсивных счетчиков_ _ _		42
	2.11		Особенности синтеза асинхронных двоично-десятичных счетчиков, работающих в неоднозначных кодах_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		46
	2.12		Некоторые счетчики, входящие в состав ТТЛ-серий_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		49
	2.13		Схемотехника построения ДПКД _ _ _ _ _ _ _ _ _		53
			Домашнее задание_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		57
			Лабораторное задание _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		59
			Контрольные вопросы _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		63
			Литература_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _		63

1. Введение

В лабораторной работе изучаются методы синтеза, и математический аппарат, лежащий в их основе, счетчиков импульсов в зависимости от требуемой таблицы функционирования, типа триггеров, способа управления и т.д. Анализ работы всех синтезированных структур проводится как в статическом (пошаговом) режиме, так и в динамике, при воздействии на вход последовательности счетных импульсов. Особое внимание уделяется особенностям синтеза в зависимости от выбранного критерия оптимизации, например быстродействия, требуемого элементного базиса. Рассмотрена универсальная методика синтеза счетчиков, позволяющая получать схемы как синхронных, так и асинхронных счетчиков, работающих в произвольном коде.

Учитывая широкую номенклатуру счетчиков входящих в состав серий интегральных микросхем, в работе изучаются внутренняя структура, способы наращивания разрядности, способы реализации переменного (управляемого) коэффициента деления в счетчиковых делителях частоты на основе счетчиков ТТЛ серий типа К155,К555,К531,К1531 и т.д.

2. Теоритические основы логического проектирования счетчиков импульсов

2.1.Основные характеристики и классификация счетчиков

Счетчиком называется цифровой автомат последовательностного типа, осуществляющий счет и хранение числа подсчитанных импульсов.

Условное схематическое обозначение счетчика приведено на рис.1.

Н

рис.1

а счетный вход С поступают сигналы Т_с (обычно в виде импульсов), общее количество которых надо подсчитать. Как правило, счетчики строятся на базе последовательностных логических устройств, имеющих два устойчивых состояния (триггеров). Выходы Q_i триггеров всех m разрядов являются выходом N счетчика, на котором индицируется код числа N, записанного в счетчике. Физически N – представляет собой число поступивших на вход счетчика импульсов. При поступлении на вход С счетного сигнала T_c происходит изменение совокупности значений . Если счетный сигнал не поступает, счетчик сохраняет предыдущее состояние. Кроме того, обычно счетчики имеют еще два установочных входа R и S (действующих асинхронно, т.е. независимо от сигнала C), при подаче определенного сигнала, на которые все разряды счетчика устанавливаются либо в «0» ( ) - для входа R , F либо в «1» ( ) - для входа S. Одним из основных параметров счетчика является модуль счета К_сч.

Модуль счета (К_сч) – это число, характеризующее максимально возможное количество различных состояний счетчика (т.е. количество комбинаций ). После поступления К_сч счетных импульсов счетчик возвращается в исходное состояние (например, ).

Быстродействие счетчиков характеризуется:

Т_сч – разрешающее время счетчика; как минимальный период поступления счетных импульсов, при котором не происходит ошибок в счете (ограничивается быстродействием триггеров). Разрешающее время определяет максимальную рабочую частоту счетчика –

(2.1)

Существуют различные схемы счетчиков, отличающихся назначением, типом и количеством используемых триггеров, организацией связи между ними, порядком смены состояний и другими особенностями структуры и режимов работы. Соответственно с этим можно производить классификацию счетчиков.

Классификация счетчиков по основанию системы счисления

К

ритерием, по которому различаются счетчики, является модуль счета. Двоичный счетчик ( ) считает всевозможные числа, которые могут быть представлены m - разрядным двоичным натуральным кодом «8 – 4 – 2 – 1».

Недвоичные счетчики используют несколько меньшее число кодовых комбинаций, за счет чего появляются состояния, количество которых L определяется выражением

,где (2.2)

m – количество разрядов счетчика

К_сч – его модуль счета

В особую группу на практике выделяют двоично-десятичные счетчики, имеющие К_сч = 10, 100, 1000 и т.д.

К

аждой кодовой комбинации на выходах счетчика ставится в соответствие некоторое число N, отражающее количество подсчитанных импульсов. При поступлении на вход счетчика очередного (N + 1) счетного импульса меняется его состояние, т.е. кодовая комбинация , или число, записанное в счетчик. Это число может быть меньше или больше предыдущего. Данное обстоятельство позволяет произвести классификацию счетчиков (рис.3)