Счётчики

Счетчики могут быть выполнены на триггегах типа T, D, J-K. Если выход одного триггера соединен со входом следующего получим двоичный счетчик с последовательным переносом. Действие четырехразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах можно пояснить следующим образом. До прихода первого импульса все тригге­ры находились в нулевом состоянии. Каждый триггер делит частоту входного сигнала на два, следовательно четырехразрядный двоичный счетчик делит частоту входного сигнала на 16.

После прихода шестнадцати импульсов все четыре триггера находятся в таком же состоянии, как и до прихода первого импульса. Наблюдая состояние выходов Q₀, О₁ ,Q₂ и Q₃ можно судить о том, сколько пришло импульсов. Например, при нуле импульсов Q₀=Q₁=Q₂=Q₃=0. После прихода пятнадцати импульсов Q₀= Q₁=Q₂=Q₃=1. В первом случае это соответствует записи чис­ла 0 в виде 0000, а во втором - записи 15 в виде 1111. После при­хода восьми импульсов Q₀⁼ Q₁=Q₂=0 и Q₃=1. Следовательно, числа записываются в обратном порядке - последний разряд является высшим. В интегральном исполнении выпускаются 4- , 8- и 12-разрядные счетчики. Счетчики одновременно являются и делителями частоты в 2ⁿ раз, где n—число разрядов. Описанный выше счетчик называется асинхронным или последовательным. В нем каждый последующий каскад считает после предыдущего.

Д есятичный счетчик. Десятичный счетчик состоит из декадных счетчиков, причем число декадных счетчиков равно максимальному разряду десятичных чисел, которые счетчик может считать. Каждый декадный счетчик является двоично-десятичным. Он считает в двоично-десятичном коде от 0 до 10. При поступлении на вход декадного счетчика десятого импульса все его выходы устанавливаются в нулевое состояние.

Рис.16. Схема двоично-десятичного счетчика.

Схема декадного (двоично-десятичного) счетчика и его временные диаграммы показана на рис. 16 и рис.17 (на свободные входы подается логическая единица). Благодаря обратной связи инвертирующего выхода третьего триггера

Р ис.17.Временные диаграммы. двоично-десятичного счетчика.

со входом первого триггера на входе первого триггера

J= =1, пока не пришел и не закончился восьмой импульс. После окончания восьмого импульса =0. В соответствии с таблицей состояний JK-триггера выход первого триггера Q₁=0, так как для него J= =0; K=l. Второй триггер является T-триггером, так как у него J=K=1=const. и управляется он срезом импульса Q₁. В соответствии с временными диаграммами его переключение произойдет лишь после 14-го импульса. Третий триггер имеет J=J₁=J₂=0; K=K₁=K₂= 1. В соответствии с таблицей истинности J-K триггера, по окончании десятого импульса он переключается в нулевое состояние срезом импульса Q₀.

Из временных диаграмм(Рис.17) видно, что после десятого импульса выходы всех триггеров находятся в нулевом состоянии. Если выход Qз подать на вход С нулевого триггера следующего декадного счетчика, то на выходе этого триггера Q₀ становится равным 1 по окончании импульса Qз первого декадного счетчика. Очевидно, что первый декадный счетчик считает единицы, а второй - десятки.

В схеме данного счетчика могут использованы 3J-3K триггеры, входы J и K которых объединены по логике И. Свободные входы микросхем серии К155, на которых выполнен стенд лабораторной работы, можно считать подключенными к уровню логической единицы. В стандарте на применение микросхем этой серии (и других ТТЛ- серий свободные входы необходимо подключать к источнику питания +5В через резистор 1 кОм. К одному резистору можно подключить до 20 свободных входов. Такое подключение повышает помехоустойчивость схемы.

Порядок выполнения работы:

1. Используя стенд № 3, изучить работу логических элементов 2И-НЕ, 4И-2ИЛИ-НЕ, J-K триггера, универсального регистра, счетчика и дешифратора

2. Составить таблицы истинности для всех элементов стенда

3. Используя стенд № 4, изучить работу сумматоров, составить таблицу истинности

4. В отчете привести обозначение логического элемента и его таблицу истинности

Примечание: для работы J-K триггера в режиме тактирования по входу С использовать кнопку подачи одиночных импульсов, соединить генератор f=500 Гц с входом генератора одиночных импульсов, количество прошедших импульсов контролировать с помощью счетчика и дешифратора.