1. Исследование асинхронного суммирующего счетчика на d­

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

б. Подавайте на вход схемы тактовые импульсы при помощи ключа

[С].

в. Наблюдая за состоянием логических пробников, составьте времен­ные диаграммы работы счетчика и таблицу состояний.

г. Определите модуль счета счетчика. Определите соответствие меж­ду кодами, образуемыми на прямых и инверсных выходах счетчика.

д. С помощью осциллографа определите время установления кода в

счетчике. Время установления определять по моменту переключения последнего триггера.

2. Исследование синхронного суммирующего счетчика на JK­триггерах.

а. Соберите схему приведенную на рис. 2. Включите схему.

б. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите направление смены кодов на прямых выходах счетчика и Кс.

в. Входы логического анализатора подключите к инверсным входам триггеров. Включите схему. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите направление смены кодов на инверсных выходах счетчика и Кс. Составьте таблицу состояний.

д. С помощью осциллографа определите время установления кода в счетчике.

3. Исследование вычитающего счетчика на d–триггерах. А. Соберите схему приведенную на рис. 3. Включите схему.

б. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите

направление смены кодов на прямых выходах счетчика и Кс. Составьте таблицу состояний.

в. Входы логического анализатора подключите к инверсным входам триггеров. Включите схему. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите направление смены кодов на инверсных выходах счетчика и Кс. Составьте таблицу состояний.

4. Исследование вычитающего счетчика на JK–триггерах. а. Соберите схему приведенную на рис. 4. Включите схему. б. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите

направление смены кодов на прямых выходах счетчика и Кс. Составьте таблицу состояний.

в. Входы логического анализатора подключите к инверсным входам триггеров. Включите схему. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите направление смены кодов на инверсных выходах счетчика. Составьте таблицу состояний.

5. Исследование асинхронного реверсивного счетчика а. Соберите схему приведенную на рис. 5. Включите схему. б. Задайте направление счета с помощью переключателей [+] и [−]. в. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите

направление смены кодов на прямых выходах счетчика для обоих на­правлений счета и Кс. Составьте таблицу состояний.

6. . Исследование синхронного реверсивного счетчика а. Соберите схему приведенную на рис. 6. Включите схему.

б. Задайте направление счета с помощью переключателей [+] и [−].

в. Зарисуйте временные диаграммы работы счетчика. Определите направление смены кодов на прямых выходах счетчика для обоих на­правлений счета и Кс. Составьте таблицу состояний.

Содержание отчета

• схемы экспериментов

• таблицы состояний счетчиков

• временные диаграммы

• выводы по результатам экспериментов

Контрольные вопросы

1. Почему при подключении счетных входов триггеров к ин­верснымвыходам предыдущих каскадов счетчик на D-триггерахра­ботает как суммирующий, а при подключении к прямым -как вычи­тающий?

2. Вкакомрежимебудетработатьсчетчикна«JK-триггерахпри подключении счетных входов триггеров к прямым выходам преды­

дущих каскадов? Как изменится режим работы счетчика при под­

ключениисчетныхвходовтриггеровкинверснымвыходам?

1. Какими способами можно изменить коэффициент пересчета счетчика?

2. В двоичном асинхронном счетчике коэффициент пересчета равен 8, число триггеров - 3. Сколько триггеров в счетчике изменяют свое состояние одновременно при каждом изменении кода?. Как про­исходит переход счетчика из состояния 111 в состояние 000? Как раз­виваетсяпроцессизменениясостояниятриггеров?

Лабораторная работа № 3

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 состояниясчетчика.

Модуль счета счетчика Джонсона в два раза больше модуля счета про­стого кольцевого счетчика. В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, могутбытьсбои, вызванные помехами. Для коррекциинарушений, вызванных сбоями, также используются способы, с помощью которых произ­водитсяпереходизлюбойзапрещеннойкомбинацииводнуизразрешенных.

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, составленнаяизнулей.

Экспериментальная часть

1. 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.

2. Исследование кольцевого счетчика с коррекцией состояния. а. Соберите схему, приведенную на рис.2. Включите схему. б. С помощью переключателя [C] установите счетчик в исходное

состояние. в. С помощью переключателя [P] установите в счетчике дополни­тельную 1. г. Составьте таблицу состояний счетчика до и после выполнения коррекции. д. Объясните назначение элементов D1 и D2.

3. Исследование счетчика Джонсона. а. Соберите схему, приведенную на рис.3. 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.

4. Исследование счетчика Джонсона с коррекцией состояния. а. Соберите схему, приведенную на рис.4. Включите схему.

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

в. С помощью переключателя [P] установите в счетчике дополни­тельную 1 (имитация сбоя).

г. Составьте таблицу состояний счетчика до и после выполнения коррекции.

д. Докажите, что коррекция осуществляется при всех возможных сбоях в счетчике.

5. Исследование асинхронного двоично-десятичного счетчика ра­ботающего по первому методу.

а. Соберите схему, приведенную на рис.5. 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 и временные диаграммы его работы. Определите модуль счета.