МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИСТЕТ»
Инженерная школа энергетики Направление – 13.03.02
Электроэнергетика и электротехника
Отделение электроэнергетики и электротехники
«Исследование реверсивных и нереверсивных счётчиков»
Отчет по лабораторной работе №6 по дисциплине
«Электроника 2.1»
Исполнители: |
|
|
студенты группы 5А8Д |
|
Нагорнов А.В. Егоров Е.В. Сучков М.А. Дурникин С.О. |
|
|
|
Руководитель: |
|
|
преподаватель |
Боловин Е. В. |
|
Томск - 2021
Исследование счётчиков
Цель работы: экспериментальное исследование работы двоично-десятичного счётчика, а также двоичных счетчиков, выполненных на последовательно соединенных триггерах.
Теоретическая часть:
Счетчиком называется цифровое устройство, осуществляющее счет поступающих на его вход импульсов и запоминание результатов подсчета в заданном коде.
По целевому назначению счетчики подразделяются на нереверсивные и реверсивные. В свою очередь нереверсивные счетчики подразделяются на суммирующие и вычитающие.
Суммирующие счетчики служат для сложения последовательности импульсов напряжения, то есть для счета импульсов в прямом направлении.
Вычитающие счетчики предназначены для вычитания последовательности импульсов, то есть для счета импульсов в обратном направлении.
Реверсивные счетчики служат для выполнения операции счета как в прямом, так и в обратном направлении.
Одним из основных
параметров счетчика является модуль
коэффициента счета (коэффициент счета,
емкость счетчика)
,
который определяет число устойчивых
состояний, т.е. предельное число импульсов,
которое может быть им зафиксировано.
Модуль коэффициента счета счетчика,
состоящего из n последовательных
триггеров типа Т, составляет
.
Счетчик, составленный из последовательно
соединенных Т – триггеров называется
двоичным. За счет внутренних обратных
связей или соединений с помощью
дополнительной логики модуль коэффициента
счета счетчика можно уменьшить. Счетчик
с емкостью 10 называется двоично-десятичным.
Промышленность выпускает счетчики в
интегральном исполнении с модулем
коэффициента счета равным
,
10, 12 и программируемым коэффициентом
счета.
Ход работы:
1. Собираем на стенде схему двоичного суммирующего счётчика (рис. 1).
Рисунок 1 – Двоичный суммирующий счётчик
Составим диаграммы напряжений для данного счётчика по данным эксперимента из таблицы 1.
Рисунок 2 - Диаграммы напряжений двоичного суммирующего счетчика
Таблица 1 – Состояние триггеров двоичного суммирующего счётчика
Десятичное число |
Выходы Q |
|||
DD4 |
DD3 |
DD2 |
DD1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Экспериментальные данные полностью удовлетворяют теоретическим основам.
2. Собираем двоичный вычитающий счетчик. На счетный вход т подаём импульсы нажатием кнопки источника логических сигналов и от генератора 10 Гц.
Рисунок 3 - Структурная схема вычитающего счетчика
Так же составляем диаграммы напряжений для триггеров счётчика по данным экспериментальной таблицы 2.
Рисунок 4 - Диаграммы напряжений двоичного вычитающего счетчика
Таблица 2 – Состояние триггеров двоичного вычитающего счётчика
Десятичное число |
Выходы Q |
|||
DD4 |
DD3 |
DD2 |
DD1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3. Собираем схему суммирующего двоично-десятичного счетчика.
Двоично-десятичный можно реализовать на основе двоичного суммирующего счетчика, добавив дополнительные логические элементы.
Рисунок 5 - Двоично-десятичный счетчик
Изобразим на диаграммах состояния триггеров двоично-десятичного счётчика на основании экспериментальных данных в таблице 3.
Рисунок 6 - Диаграммы напряжений двоично-десятичного счетчика
Таблица 3 – Таблица истинности двоично-десятичного счетчика
Десятичное число |
Выходы Q |
|||
DD4 |
DD3 |
DD2 |
DD1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
10 (Сброс в состояние
|
0 |
0 |
0 |
0 |
)
Вывод: экспериментально исследовали двоичный и двоичный реверсивный (вычитающий) счётчики, а также произвели исследование двоично-десятичного счётчика.
Экспериментальные данные представлены в таблицах 1-3. Все данные полностью соответствуют теоретическим значениям, поэтому можно говорить об успешности эксперимента.