2.2. Проектирование схемы детектора фронтов.

Детектор переднего фронта реализован на элементах И-НЕ. Схема детектора переднего фронта приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема детектора переднего фронтов

Детектор реализован на микросхема К555ЛА3. Микросхемы содержит четыре элемента И-НЕ. Элементы служат для задержки, причем m должно быть не парное. Длительность импульса на выходе определяется суммарным временем задержки .

Для нормального срабатывания D-триггера необходимо чтобы длительность импульса на выходе была 2 , где - время срабатывания D-триггера. Триггер реализован на микросхеме К555ТМ2. Количество элементов линии задержки находим:

,

где - количество элементов задержки (не парное);

- время задержки распространения триггера;

- время задержки распространения элемента И-НЕ.

Параметры микросхем приведены в таблице 2

Таблица 2 – Параметры микросхем

Номер	Тип	, мВт	нс	МГц
	К555ЛА3	30	31	32
	К555ТМ2	40	25	25

Цоколевка микросхем провидена на рисунке 5

а) б)

Рисунок 5 – Цоколевка микросхем:

а – К555ЛП5;

б – К555ТМ2.

Временная диаграмма работы детектора переднего фронта на рисунке 6.

Рисунок 6 – Временная диаграмма работы детектора переднего фронта

Детектор заднего фронта реализован на элементах ИЛИ-НЕ. Схема детектора переднего фронта приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема детектора заднего фронтов

Детектор реализован на микросхема К555ЛЕ1. Микросхемы содержит четыре элемента ИЛИ-НЕ. Элементы служат для задержки. Длительность импульса на выходе определяется суммарным временем задержки .

Для нормального срабатывания D-триггера необходимо чтобы длительность импульса на выходе была 2 , где - время срабатывания D-триггера. Триггер реализован на микросхеме К555ТМ2. Количество элементов линии задержки находим:

,

где - количество элементов задержки (парное);

- время задержки распространения триггера;

- время задержки распространения элемента И-НЕ.

Параметры микросхем приведены в таблице 3

Таблица 3 – Параметры микросхем

Номер	Тип	, мВт	нс	МГц
	К555ЛЕ1	40	23	25

Цоколевка микросхемы провидена на рисунке 7

Рисунок 7 – Цоколевка микросхемы К555ЛЕ1

Рисунок 8 – Временная диаграмма работы детектора фронтов

Рисунок 8 – Временная диаграмма работы детектора заднего фронта

2.3. Проектирование счетного устройства.

Для построения счетного устройства, которое будет считать тактовые импульсы в заданном коде, воспользуемся дискретными элементами: JK-триггерами и логическими элементами.

Данное счетное устройство будет состоять из двоично-десятичных четырехразрядных счетчиков.

Составим таблицу функционирования счетчика (таблица 4):

Таблица 4 – Таблица истинности счетчика

№	Qt Q1Q2Q3Q4	Qt+1 Q1Q2Q3Q4	Р	J1	K1	J2	K2	J3	K3	J4	K4	D
0	0000	*	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*
1	0001	*	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*
2	0010	*	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*
3	0011	*	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*
4	0100	*	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*
5	0101	*	0	*	*	*	*	*	*	*	*	*
6	0110	0111	0	0	*	*	0	*	0	1	*	0
7	0111	1000	0	1	*	*	1	*	1	*	1	1
8	1000	1001	0	*	0	0	*	0	*	1	*	2
9	1001	1010	0	*	0	0	*	1	*	*	1	3
10	1010	1011	0	*	0	0	*	*	0	1	*	4
11	1011	1100	0	*	0	1	*	*	1	*	1	5
12	1100	1101	0	*	0	*	0	0	*	1	*	6
13	1101	1110	0	*	0	*	0	1	*	*	1	7
14	1110	1111	0	*	0	*	0	*	0	1	*	8
15	1111	0110	1	*	1	*	1	*	0	*	1	9

Минимизируем каждую из полученных булевых функций:

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		0	0	0	0
01		0	0	0	0
11		0	0	1	0
10		0	0	0	0

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	*	*
01		*	*	*	*
11		*	1	*	*
10		*	0	*	*

P=

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	0	0
01		*	*	0	0
11		*	*	1	0
10		*	*	0	0

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	1	1
01		*	*	*	*
11		*	*	*	*
10		*	1	1	1

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	0	*
01		*	*	0	*
11		*	1	1	*
10		*	0	0	*

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	0	0
01		*	*	1	1
11		*	*	*	*
10		*	*	*	*

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	*	*
01		*	*	*	*
11		*	1	0	1
10		*	0	0	0

Q3Q4	Q1Q2	00	01	11	10
00		*	*	0	1
01		*	*	*	*
11		*	*	*	*
10		*	*	*	1

Строим схему данного счетчика (рис. 10). В качестве JK-триггеров используем триггеры К555ТВ6. Их основные характеристики приведены в таблице 3. Управление по входам J и K осуществляется следующим образом:

— при J = K = 0 происходит хранение информации;

— при J = K = 1 триггер переключается в противоположное состояние каждым синхроимпульсом;

— при J = 1, K = 0 триггер перейдет в единичное состояние из Q = 0 или хранит 1;

— при J = 0, K = 1 триггер перейдет в нулевое состояние из Q = 1 или хранит 0.

Элементы «И» Реализованы на микросхеме К555ЛИ1, К555ЛИ6. К555ЛИ1 содержит четыре двухвходовых логических элемента, К555ЛИ6 – два четырьохвходовых. В качестве элементов «ИЛИ» используем микросхему К555ЛЛ1. Она содержит четыре двухвходовых логических элемента «ИЛИ».

Таблица 5 – Параметры К555ТВ6

Номер	Тип	, мВт	нс	МГц
	К555ТВ6	40	20	30
	К555ЛИ1	45	24	40
	К555ЛИ6	22	24	40
	К55ЛЛ1	49	22	45

Цоколевка микросхемы представлена на рисунке 9:

а) б)

в) г)

Рисунок 9 – Цоколевка микросхемы:

а – К555ТВ6

б – К555ЛИ1

в – К555ЛИ6

г – К555ЛЛ1

Рисунок 10 – Схема двоично-десятичного счетчика