Курсовой проект
Общие сведения о счетчиках
Счетчиками называются цифровые устройства для подсчета числа импульсов. Каждый счетчик представляет схему, для которой установлена связь между числом поступивших на вход импульсов и кодовой комбинацией, появившейся на выходах. Количество различных состояний схемы определяет модуль счета.
Минимальный счетчик должен иметь вход для поступающих на него импульсов и выходы, на которых в виде кодовой комбинации регистрируется их число. Обычно счетчики имеют дополнительные входы для сброса, установки, параллельной загрузки, разрешения счета и выход переноса.
Взаимосвязь между числом входных импульсов и выходным кодом может быть произвольной. На практике выбирают такой способ кодирования, при котором обеспечивается удобство и простота выполнения различных операций с выходными кодовыми словами. Наиболее распространенным является двоичное кодирование, при котором число импульсов отображается в двоичном коде. Достаточно широко используется и двоично-десятичный код. При этом возможны различные направления счета. Например, после каждого входного импульса выходное число увеличивается на единицу. Такой счетчик, ведущий прямой счет, называется суммирующим. Вычитающий счетчик производит обратный счет. Число, представляемое выходным кодом этого счетчика, уменьшается на единицу после каждого входного импульса. Реверсивный счетчик может работать в режимах прямого и обратного счета.
Схемы счетчиков создаются на базе триггеров, которые имеют два устойчивых состояния. Из одного состояния в другое триггер переходит под действием входного импульса. Его модуль счета равен 2. Увеличение модуля счета достигается объединением нужного числа триггеров в единую систему . Различные счетчики отличаются друг от друга в схемном отношении главным образом способом связей между триггерами. Счетчики можно использовать для деления частоты и подсчета числа импульсов.
6.6.1. Асинхронные счетчики
Микросхемы К155ИЕ5 и К155ИЕ2, условно-графические обозначения которых приведены на рис. 6.10, являются суммирующими счетчиками-делителями с последовательным переносом. Они состоят из четырех
48
одинаковых JK-триггеров, опрокидывание которых происходит по отрицательным перепадам входных импульсов.
Рис. 6.10. УГО счетчика К155ИЕ2 и К155ИЕ5
Триггеры включены двумя секциями: один триггер выполнен самостоятельным (его вход – С0 , выход – Q0), а остальные три триггера соединены в последовательную цепочку (вход первого из них – С1, выходы Q1, Q2, Q3). Кроме счетных входов, микросхемы имеют входы принудительной установки всех триггеров в нулевое состояние: два входа сброса R0, объединенные по И. Установка всех триггеров в «0» и остановка счета происходят при подаче «1» на оба входа R0.
В микросхеме К155ИЕ5 цепочка из трех триггеров образует счетчик-делитель на 8. При последовательном включении всех триггеров (выход Q0 соединен с входом С1) получается счетчик-делитель в двоичном коде с модулем счета 16. Если последовательность входных импульсов периодична, то частота сигналов на каждом из выходов Q0, Q2, Q2, Q3 будет в 2, 4, 8, 16 раз меньше входной.
Микросхема К155ИЕ2 представляет собой двоично-десятичный счетчик. Цепочка из трех триггеров образует счетчик-делитель с модулем счета 5. При последовательном соединении этой секции и первого триггера схема работает как десятичный счетчик. На выходе Q3 частота импульсов в 10 раз меньше входной. Помимо входов сброса R0, у микросхемы ИЕ2 есть два входа установки R9, объединенные по И. При подаче высокого уровня на оба входа R9 происходит установка триггеров в состояние, соответствующее числу 9 в двоичном коде (Q3=Q0=1; Q2=Q1=0).
Последовательным соединением нескольких делителей можно увеличить общий коэффициент деления. Например, для схемы, представленной на рис.6.10, где выход старшего разряда первого счетчика подключен к счетному входу второго, общий модуль счета будет 160 (16⋅10), т .е. частота на выходе второго счетчика будет в 160 раз меньше входной.
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ