- •2.8. Счетчики-делители кмоп
- •| Рис. 2.35. Микросхема с двумя jk-триггерами: a — схема одного jk-триггера; б — цоколевка к561тв1
- •Ftl а б л и д а 2.15. Состояния триггера в микросхемах к176 и к561тв1
- •Счетчика к561ие9 счетчика из к561ие10
- •2.9. Регистры кмоп
- •1.14. Счетчики ттл
- •26 Не, аналогичные задержки от входа до выхода q3 составляют 40 не. Время действия сигнала сброса (от входа r до выходов q) 35 не.
- •1.15. Регистры ттл
26 Не, аналогичные задержки от входа до выхода q3 составляют 40 не. Время действия сигнала сброса (от входа r до выходов q) 35 не.
На рис. 1.68, а показана диаграмма работы десятичного счетчика ИЕ6, где обозначены логические переходы сигналов при счете на увеличение и уменьшение. Кольцевой счет возможен в пределах 0...9, остальные шесть состояний триггерам запрещены. Кольцо счета для двоичного счетчика ИЕ7 внутренних запретов не имеет (см. рис. 1.68,6). Составив
определенную комбинацию входных сигналов, по табл. 1.38 можно выбрать один из четырех режимов работы счетчика ИЕ6. Счет на увеличение здесь закончится при выходном коде ВННВ (9), уменьшение — при НННН (0). Аналогичные операции со счетчиком ИЕ7 позволяет проводить табл. 1.39. Окончанию счета на увеличение здесь соответствует код ВВВВ (15), а на уменьшение — НННН (0).
Микросхема К155ИЕ8 (рис. 1.69) — программируемый счетчик с входом для переключения коэффициента, на который можно разделить входную тактовую частоту. Счетчик имеет комплементарные выходы Q и Q, а также выход переноса Свых (после подсчета 63-го импульса). Тактовая частота подается на вход С (активный перепад — положительный) . Максимальный коэффициент деления счетчика ИЕ8 — 64. Для уменьшения этого коэффициента служат шесть входов поразрядного разрешения: Е0—Е5.
Выходную частоту можно рассчитать по уравнению:
= (f /64) (Е5*
+ Е4*
+ Е3*
+ Е2*
+ Е1*21 + Е0*
). (1.7)
Таблица 1.38. Режимы счетчиков ИЕ6
Режим |
Вход |
Выход |
||
R |
DO D1 D2 D3 |
Q0 Q1 Q2 Q3 |
|
|
Сброс |
В х х Н В х х В |
xxxx xxxx |
H H H H H H H H |
В Н В В |
Параллельная загрузка |
Н Н х Н Н Н х В Н Н Н х Н Н В х |
H H H H H H H H В х х В В х х В |
H H H H H H H H
== |
В Н В В Н В В В |
Счет на увеличение |
Н В ↑ В |
xxxx |
Счет на увеличение |
В В |
Счет на уменьшение |
Н В В ↑ |
xxxx |
Счет на уменьшение |
В В |
|
||||
Здесь ЕО — Е5 — данные на входах
разрешения, причем значение каждого
коэффициента
может быть 1 или 0.
Сигнал разрешения по входу
подается на вывод 11. Остановить деление
можно, подав на вход
(вывод 10) напряжение высокого уровня.
Активные напряжения низкого уровня,
данные по входам
и
,
разрешают счет. Общий сброс с остановкой
деления осуществляется высоким
уровнем по входу R (вывод
13). Для последовательного соедине-
Таблица 1.39. Режимы счетчика ИЕ7
Режим |
Вход |
Выход |
||
R |
DO D1 D2 D3 |
Q0 Q1 Q2 Q3 |
|
|
Сброс |
В х х Н В х х В |
xxxx xxxx |
H H H H H H H H |
В Н В В |
Параллельная загрузка |
Н Н х Н Н Н х В Н Н Н х Н Н В х |
H H H H H H H H В B B B В B B В |
H H H H H H H H В B B B В B B В |
В Н В В Н В В В |
Счет на увеличение |
Н В ↑ В |
xxxx |
Счет на увеличение |
В В |
Счет на уменьшение |
Н В В ↑ |
xxxx |
Счет на уменьшение |
В В |
Таблица 1.40. Состояния счетчика ИЕ8
Вход |
Выход |
|||||||||||||
R |
|
|
Е5 |
Е4 |
ЕЗ |
Е2 |
Е1 |
ЕО |
Число импульсов на входе С |
|
Число импульсов |
|
||
|
Q |
|||||||||||||
В |
x |
В |
x |
x |
x |
x |
x |
x |
x |
В |
Н |
В |
В |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
64 |
В |
Н |
В |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
В |
64 |
В |
1 |
1 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
В |
Н |
64 |
В |
2 |
2 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
В |
Н |
Н |
64 |
В |
4 |
4 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
В |
Н |
Н |
Н |
64 |
В |
8 |
8 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
Н |
В |
Н |
Н |
Н |
Н |
64 |
В |
16 |
16 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
В |
Н |
Н |
Н |
Н |
Н |
64 |
В |
32 |
32 |
I |
|
Н |
Н |
Н |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
64 |
В |
63 |
63 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
В |
Н |
В |
Н |
Н |
Н |
64 |
В |
40 |
40 |
1 |
|
Н |
Н |
Н |
В |
В |
В |
В |
В |
В |
64 |
Н |
В |
63 |
1 |
|
ния счетчиков ИЕ8 служит вход СЕР (наращивание). Если сигнал СЕР-Н, на выходе Q установится напряжение высокого уровня.
В табл. 1.40 даны примеры состояний счетчика ИЕ8. Первая строка здесь показывает фазировку сигналов при сбросе (на R и поданы напряжения высокого уровня). Последующие восемь строк — это примеры установки разных коэффициентов деления, точнее, в данных этой таблицы высоким уровнем последовательно опрашиваются входы разрешения Е0 — Е5. Десятая строка показывает пример получения числа выход-
ных импульсов 40 (число входных импульсов 64), но на входах Е5 и Е3 присутствуют напряжения высокого уровня — единицы, на остальных Входах — 0; подставьте эти данные в ф-лу (1.7).
Микросхема К155ИЕ9 (рис. 1.70) — декадный двоично-десятичный счетчик. Он запускается положительным перепадом тактового импульса и имеет синхронную загрузку (предварительную установку каждого триггера). Несколько счетчиков ИЕ9 образуют синхронный многодекадный счетчик. Сброс всех триггеров асинхронный по общему входу сброса R.
Принципиальная схема высокоскоростного синхронного счетчика отличается внутренней логикой ускоренного переноса и тем, что все триггеры получают перепад тактового импульса одновременно. Изменения выходных состояний триггеров совпадают по времени, поэтому в выходных импульсных последовательностях нет пиковых помех (клыков). Запускающий тактовый фронт импульса — положительный, причем для варианта этой микросхемы с переходами Шотки буферный элемент тактового входа имеет порог Шмитта с гистерезисом ±400 мВ (см. рис. 1.32,6), что уменьшает чувствительность к импульсным помехам, а также обеспечивает устойчивое переключение триггеров при медленно нарастающем перепаде тактового импульса.
Счетчик ИЕ9 — полностью программируемый, поскольку на каждом из его выходов можно установить требуемый логический уровень. Такая предварительная установка происходит синхронно с перепадом тактового импульса и не зависит от того, какой уровень присутствует на входах разрешения счета СЕР и СЕТ. Напряжение низкого уровня, поступившее на вход параллельной загрузки , останавливает счет и разрешает подготовленным на входах D0—D3 данным загрузиться в счетчик в момент прихода следующего перепада тактового импульса (от уровня Н к В).
Сброс у счетчика ИЕ9 — асинхронный. Если на общий вход сброса поступило напряжение низкого уровня, на выходах всех четырех триггеров устанавливаются низкие уровни независимо от сигналов на входах С, , СЕТ и СЕР. Внутренняя схема ускоренного переноса необходима для синхронизации многодекадной цепи счетчиков ИЕ9. Специально для синхронного каскадирования микросхема имеет два входа разрешения: СЕР (параллельный) и СЕТ (вспомогательный, с условным названием «трюковый»), а также выход ТС (окончание счета).
Счетчик считает тактовые импульсы, если на обоих его входах СЕР и СЕТ напряжение высокого уровня. Вход СЕТ последующего счетчика получает разрешение счета в виде напряжения высокого уровня от выхода ТС предыдущего счетчика. Длительность высоких уровней на выходе ТС примерно соответствует длительности высокого уровня на выходе Q0 предыдущего счетчика.
На рис. 1.70, в показана схема соединения четырех микросхем ИЕ9 в быстрый синхронный 16-разрядный счетчик.
Для счетчиков ИЕ9 не допускаются перепады от высокого уровня к низкому на входах СЕР и СЕТ, если на тактовом входе присутствует напряжение низкого уровня. Нельзя подавать положительный перепад на вход , если на тактовом входе присутствует напряжение низкого уровня, а на входах СЕР и СЕТ — высокого (во время перепада или перед ним). Сигналы на входах СЕР и СЕТ можно изменять, если на тактовом входе С присутствует напряжение низкого уровня. Когда на входе появляется высокий уровень, а входы СЕ не активны (т. е. не используем СЕР и СЕТ и на них остается низкий уровень), то вместе с последующим положительным перепадом тактового импульса на выходах Q0—Q3 появится код от входов D0—D3.
Запуская напряжениями высокого уровня входы СЕТ и СЕР во время низкоуровневой части тактового периода, получим на выходах наложение кодов загрузки и внутреннего счета. Если во время низкоуровневой части периода тактовой последовательности на входы СЕТ, СЕР и поданы положительные перепады, нарастающие от низкого уровня к высокому, тактовый перепад изменит код на выходах Q0—Q3 на последующий.
При входных сигналах высокого уровня счетчик К155ИЕ9 (74160) потребляет ток питания 94 мА, К555ИЕ9 (74 LS160A) 32 мА; если все выходные сигналы имеют низкий уровень, то 101 и 32 мА соответственно. Максимальная частота счета 25 МГц. Время распространения сигнала от входа С до выхода ТС («Счет закончен») составляет 35 и 27 не, а время сброса (от входа до выходов Q) 38 и 28 не для обычного исполнения и варианта Шотки.
Режим работы счетчика ИЕ9 можно выбрать согласно табл. 1.41. На выходе ТС появится напряжение высокого уровня, если выходной код счетчика ВННВ (т. е. 9), а на входе СЕТ напряжение высокого уровня.
Таблица 1.41. Режимы работы счетчика ИЕ9
Режим |
Вход |
Выход |
||||||
|
С |
СЕР |
СЕТ |
|
|
|
TC |
|
Сброс |
Н |
x |
x |
х |
х |
х |
Н |
Н |
Параллельная |
В |
↑ |
x |
х |
н |
н |
Н |
Н |
загрузка |
В |
↑ |
x |
х |
н |
в |
В |
В |
Счет |
В |
↑ |
в |
в |
в |
х |
Счет |
В |
Хранение |
В |
x |
н |
х |
в |
х |
|
В |
|
В |
x |
х |
н |
в |
х |
|
В |
Микросхема К555ИЕ10 — двоичный счетчик по структуре аналогичен ИЕ9 (запускается положительным перепадом, имеет синхронную запись— предустановку). Внутренняя схема счетчика ИЕ10 (вариант Шотки) показана на рис. 1.71, а, его цоколевка на рис. 1.71, б. Режим работы этого счетчика можно выбрать по табл. 1.41. Однако сигнал окончания счета ТС появится, когда на выходах Q все уровни окажутся высокими (код BBBB, т.е. 15). Для построения синхронных многокаскадных счетчиков ИЕ10 можно использовать схемой на рис. 1.70, е. Счетчик К555ИЕ10 потребляет от источника питания ток 32 мА. Максимальная тактовая частота счета 25 МГц.
Микросхема
К555ИЕ18 (74163) —
четырехразрядный, двоичный, синхронный
счетчик. Он отличается от счетчика НЕ10
синхронным входом сброса данных.
Цоколевка его показана на рис. 1.71, б.
Назначение выводов и их функция,
кроме вывода
(вывод 1), такие же, как
и
у микросхемы ИЕ10. Перед синхронным
сбросом согласно табл. 1.42 на вход
подается напряжение низкого уровня. С
этого момента другие входы управления
перестают принимать сигнал. Вход
активный, он сбра-
|
Вход |
Выход |
|||||||
Режим работы |
|
|
|
|
|
|
|
TC |
|
|
С |
СЕР |
СЕТ |
РЕ |
|
|
|||
Сброс |
н |
↑ |
x |
x |
x |
x |
Н |
Н |
|
Параллельная |
в |
↑ |
x |
x |
н |
н |
Н |
Н |
|
загрузка |
в |
↑ |
x |
x |
н |
в |
В |
В |
|
Счет |
в |
↑ |
в |
в |
в |
x |
Счет |
В |
|
Хранение |
в |
x |
н |
x |
в |
x |
|
В |
|
|
в |
x |
x |
н |
в |
x |
|
В |
|
импульса.
Из-за внутренних задержек переключения
триггеров состояния выходов не могут
устанавливаться строго одновременно.
Как и для других асинхронных счетчиков,
подключаемый в выходам дешифратор
должен иметь разрешение по выходу,
чтобы не передавать в шину данных ложные
коды, которые могут возникнуть при
смене внутреннего кода.
Режим работы счетчика можно выбрать по табл. 1.43. От этого десятичного счетчика можно получить две последовательности счета. Двоично-десятичную выходную последовательность можно получить, если подать тактовые импульсы на вход и соединить выводы 5 и 6 (т. е. выход Q0 и вход ). Если необходимо поделить входную частоту в
|
Вход |
Выход |
|||
Режим работы |
|
|
С |
|
|
Сброс |
Н |
x |
x |
x |
Н |
Параллельная загрузка |
В |
Н |
x |
Н |
Н |
В |
Н |
x |
В |
В |
|
Счет |
В |
В |
↓ |
x |
Счет |
Таблица 1.43(6). Последовательность счета для К531ИЕ14
Двоично-десятичная |
Симметрия |
||||||||
Число |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
Число |
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
0 |
Н |
Н |
Н |
Н |
0 |
Н |
Н |
Н |
Н |
1 |
Н |
Н |
Н |
В |
1 |
Н |
Н |
Н |
В |
2 |
Н |
Н |
В |
Н |
2 |
Н |
Н |
В |
Н |
3 |
Н |
Н |
В |
В |
3 |
Н |
Н |
В |
В |
4 |
Н |
В |
Н |
Н |
4 |
Н |
В |
Н |
Н |
5 |
Н |
В |
Н |
В |
5 |
В |
Н |
Н |
Н |
6 |
Н |
В |
В |
Н |
6 |
В |
Н |
Н |
В |
7 |
Н |
В |
В |
В |
7 |
В |
Н |
В |
Н |
8 |
В |
Н |
Н |
Н |
8 |
В |
Н |
В |
В |
9 |
В |
Н |
Н |
В |
9 |
В |
В |
Н |
Н |
10 раз и получить при этом симметричный выходной меандр, т. е. считать двумя пятерками (режим bi-quinary, см. рис. 1.64, а), следует подать импульсы с частотой f на вход , а от выхода Q3 снять тактовый сигнал для входа . На выходе Q0 получим прямоугольные импульсы с частотой f/10 и скважностью 1:2. При счете двумя пятерками максимальная скорость счета снижается из-за задержек в логической части делителя на 5.
Вход сброса счетчика ИЕН имеет низкий активный уровень. Сигналом = H запрещается работа всем входам счетчика, а на всех выходах появляется напряжение низкого уровня. Сброс здесь асинхронный. Когда на вход разрешения параллельной загрузки подано напряжение низкого уровня, действие тактовых входов запрещается. Данные, присутствующие на входах DO—Q3, загружаются параллельно в триггеры счетчика.
Счетчик ИЕН удобно использовать как фиксирующую, отображающую код (по-другому, четырехбитовый байт) защелку. Если коды на входах D0—D3 постоянно меняются, то выборки из этой последовательности цифровых слов будут отображаться на выходах, когда на вход дается напряжение низкого уровня. Счетчик К531ИЕ14 имеет ток потребления 88 мА,
максимальная тактовая частота его достигает 80 МГц по входу и 40 МГц по входу . Наибольшее время задерж-
ки распространения сигнала от входа до выхода Q2 25 не, от входов D до выхода Q 20 не, время сброса (от входа R до выхода Q) 15 не.
Микросхемы К531ИЕ16 и К531ИЕ17 — синхронные, реверсивные счетчики. Счетчик НЕ 16 — декадный, двоично-десятичный (формат кода 8-4-2-1), счетчик ИЕ17 —четырехразрядный, двоичный. На рис. 1.73, а показана принципиальная схема двоичного счетчика ИЕ17. Счетчик ИЕ16 имеет другую логику управления и ускоренного переноса. Цоколевки и назначение выводов у этих счетчиков одинаковые (рис. 1.73, б). Поскольку эти счетчики реверсивные, полезно сравнить их устройство со структурами счетчиков К155ИЕ6 и К155ИЕ7 (рис. 1.67).
Тактовый вход у счетчиков ИЕ16 и ИЕ17
работает по положительному перепаду
импульса. На вход параллельного разрешения
(активный уровень — низкий) подается
команда параллельной записи данных,
подготовленных на входах D0—Q1.
Как и у других синхронных счетчиков,
имеются два входа каскадирования:
— параллельное разрешение счета и
— трюковый вход разрешения счета. Для
этих входов активные уровни — низкие.
Для переключения направления счетчика
служит вход команды U/
(Больше/
).
Счет возрастает, пока на вход U/
дается напряжение высокого уровня.
Если командой U/
является напряжение низкого уровня, то
содержимое счетчика будет уменьшаться.
После окончания счета на выходе
появится напряжение низкого активного
уровня.
Все состояния на выходах Q0—Q3 счетчиков ИЕ16 и ИЕ17 сменяются строго в соответствии с положительным перепадом тактового импульса. Триггеры переключаются одновременно, поэтому выходные импульсные перепады совпадут. Предварительная установка байта происходит независимо отологических уровней, присутствующих на входах разрешения счета. Если на вход разрешения параллельной загрузки дать напряжение низкого уровня, счет запрещается. По следующему положительному тактовому перепаду в счетчик поступят данные от входов D0—D3. Схема соединения счетчиков ИЕ16 и ИЕ17 показана на рис. 1.74.
У счетчика DDI входы разрешения и принимают низкие уровни (заземлены). Для разрешения работы счетчику DD2 по его входу используются напряжение низкого уровня от выходного импульса
«Счет окончен» на выводе . Схемы присоединения последующих каскадов— аналогичные. Режимы работы счетчиков ИЕ16 и ИЕ17 можно установить, пользуясь табл. 1.44. В колонке данных сноской*) обозначено стояние: уровень на выходе окажется низким, если на входе присутствует напряжение низкого уровня, а счет закончен.
Таблица 1.44. Состояния счетчиков К531ИЕ16 и К531ИЕ17
Режим |
Вход |
Выход |
||||||
С |
U/ |
|
|
|
|
|
ТС |
|
|
||||||||
Параллельная загрузка Счет на увеличение |
↑ ↑ ↑ |
х х в |
х х н |
х х н |
н н в |
н в х |
H В Увеличение |
1* 1* 1* |
|
|
|
|
|
|
|
||
Счет на уменьшение |
↑ |
н |
н |
н |
в |
x |
Уменьшение |
1* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хранение |
↑ |
х |
в |
х |
в |
х |
|
1* |
|
↑ |
х |
х |
в |
в |
х |
|
В |
Счетчик ИЕ16 заканчивает счет на увеличение, когда на выходах накапливается код ВННВ (т. е. цифровой эквивалент 9). Для счетчика ИЕ17 максимальный выходной код ВВВВ (15). Счет на уменьшение происходит до минимального кода НННН (т. е. до нуля).

=
(≥63)