Учебное пособие 1774
.pdfТаблица 6
Функционирование и задания сигналов на синхронизирующих входах С
Номер |
Номер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тактового |
клетки |
|
|
|
|
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
С |
С |
С |
С |
импульса |
карты |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n |
Карно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
1 |
1 |
2 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
3 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
- |
1 |
1 |
1 |
4 |
4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
- |
- |
5 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
6 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
- |
- |
1 |
1 |
7 |
10 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
8 |
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
- |
1 |
1 |
1 |
9 |
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
- |
- |
- |
1 |
10 |
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
- |
- |
1 |
1 |
11 |
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
- |
4. Заполняем карты Карно (рис. 9) для каждого разряда по полученной таблице функционирования по правилам, аналогичным как при синтезе синхронных счетчиков. Отмечаем крестиком (или оставляем пустыми) ячейки, где триггер совершает переход 0→0 или 1→1 без разрешающего сигнала на входе. В диаграмме останутся лишь те номера клеток (4 и 14), в ячейках синхронизирующего входа которых есть единица (комбинации разрядов, в которых триггер меняет своё состояние в связи с подачей синхронизирующего сигнала С4 с выхода Q3, т. е. 4→ 3). Т. е. оставляем пустыми (или ставим Х) на номера клеток исключаемых комбинаций согласно таблице функционирования счётчика: 5, 6, 7, 15 и номера клеток, комбинации которых не изменяются в связи с отсутствием в этот момент синхронизирующего сигнала, т. е. все остальные: 0, 1, 2, 3, 8, 9, 10, 11, 12, 13.
В диаграммах , , остаются пустыми только номера клеток исключаемых комбинаций: 5, 6, 7, 15, а номера клеток, где триггеры совершают переход 0→0 или 1→1, не
20
помечаются крестиком (Х), так как эти переходы совершаются при наличии синхросигнала, поступающего от Тс .
Рис. 9. Карты Карно для разрядов счётчика
Замечаем, что диаграммы для первого, второго, третьего разрядов не изменились по сравнению с синтезом синхронного счетчика (синхронизирующий сигнал для 1, 2 и 3-го триггеров является таким же Тс, как и в синхронном счётчике, т. е. Тс →С1 = С2 = = С3), поэтому воспользуемся ранее полученными в п. 1 уравнениями входов:
|
|
|
; |
|
|
|
|
; |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
; |
. |
||||||||
|
|
|
5. Заполняем карты Карно (рис. 10) для уравнений входов четвертого триггера и считываем с карт Карно уравнения входов в минимизированном виде: J4 = 1, K4 = 1.
J4 = 1 |
K4 = 1 |
Рис. 10. Карты Карно и уравнения входов для четвертого триггера
21
На основании уравнений входов разрабатываем схему асинхронного счетчика. Схема приведена в прил. 4.
6. Проведём моделирование асинхронного счетчика в программе EWB 5.12 согласно разработанной электрической принципиальной схеме, представленной в прил. 4. При разработке схемы учтем свойства счетчика ввиду того, что микросхема К555ТВ9 имеет два JK-триггера, но по одному входу J и K. Вместо отечественных микросхем JK-триггеров К555ТВ9 применим зарубежные аналоги этой микросхемы SN74112, вместо микросхемы К155ЛА3 – её аналог SN7400, а вместо микросхемы К155ЛИ3 – её аналог SN7408. Четыре разряда обеспечат 2 микросхемы JK-триггера SN74112, функцию И-НЕ выполнит микросхема 7400, функцию И – микросхема 7408.
Микросхемы К555ТВ9 и их аналоги SN74112 представляют собой JK-триггеры с внутренней задержкой и динамическим управлением. Вход синхронизации CLK у всех триггеров инверсный динамический, поэтому данные триггеры тактируются отрицательным перепадом импульса CLK.
Схема модели асинхронного счётчика представлена на рис. 11. Временные диаграммы на выходах триггеров, полученные
с помощью модели логического анализатора, представлены на рис. 12.
Триггеры переключаются по заднему фронту тактового сигнала. На диаграммах отсутствуют исключаемые кодовые комбинации и все числа счета получены в соответствии с таблицей истинности в техническом задании (табл. 1).
Разрешающая способность Тсч и быстродействие счетчика, определяемое временем установления кода Туст асинхронного счётчика, определяются так же, как и для синхронного счётчика.
22
Рис. 11. Схема модели асинхронного счетчика на компонентах программы EWB 5.12
Рис. 12. Временные диаграммы с выходов триггеров асинхронного счётчика на лицевой панели логического анализатора
23
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Александров К. К. Электротехнические чертежи и схемы [Текст] / К. К. Александров, Е. Г. Кузьмин. – М.: Энергоатомиздат,
1999. – 288 с.
2.Бойт К. Цифровая электроника [Текст] / К. Бойт. – М.: Техносфера, 2007. – 472 с.
3.Новожилов О. П. Основы цифровой техники: учеб. пособие [Текст] / О. П. Новожилов. – М.: РадиоСофт, 2004. – 528 с.
4.Пухальский Г. И. Цифровые устройства: учеб. пособие для втузов [Текст] / Г. И. Пухальский, Т. Я. Новосельцева. – СПб.: Политехника, 1996. – 885 с.
5.Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие [Текст] / Е. П. Угрюмов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. – 528 с.
24
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра радиотехники
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры»
Синтез синхронных и асинхронных счётчиков
Расчетно-пояснительная записка (вариант 20)
Разработал студент гр. РТ-171 |
А. Б. Иванов |
Руководитель |
В. А. Кондусов |
Работа защищена с оценкой _____________________________
«___» _______ 2019 г.
Воронеж 2019
25
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра радиотехники
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу студента группы РТ-171 направления 11.03.01 «Радиотехника»
_____________________________________________
Ф.И.О.
1.Тема: «Синтез синхронных и асинхронных счётчиков».
2.Задание 1. Синтезировать суммирующий синхронный счетчик на универсальных JK-триггерах К155ТВ1(7472). Данные для синтеза,
в соответствии с вариантом табл. 3 (вариант 20, код 5-4-2-1, Ксч = 12), приведены в табл. 1.
Номер |
|
|
|
|
тактового |
|
|
|
|
импульса |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
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 |
1 |
0 |
0 |
0 |
6 |
1 |
0 |
0 |
1 |
7 |
1 |
0 |
1 |
0 |
8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
9 |
1 |
1 |
0 |
0 |
10 |
1 |
1 |
0 |
1 |
11 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
26 |
|
|
3.Изобразить временные диаграммы. Определить разрешающее время счетчика – Тсч и время установления кода – Туст.
4.Задание 2. Синтезировать суммирующий асинхронный счетчик на универсальных JK-триггерах К555ТВ9 (SN74112). Данные для синтеза, в соответствии с вариантом 20, приведены в табл. 1. Изобразить временные диаграммы. Определить разрешающее время счетчика – Тсч и время установления кода – Туст.
5.Структура, объём и оформление курсовой работы.
Пояснительная записка должна содержать: титульный лист; задание на курсовое проектирование; лист «Замечания руководителя»; содержание с указанием номеров страниц; перечень условных обозначений; введение; текст РПЗ; замечания; список используемых источников; приложения (спецификация чертежей, дополнительные сведения и т. п.).
Объём пояснительной записки: 20-25 страниц, включая приложения. Графическая часть:
–схема электрическая принципиальная синхронного счётчика –
1лист (формат А4); перечень элементов (ПЭ);
–схема электрическая принципиальная асинхронного счётчика –
1лист (формат А4); перечень элементов (ПЭ).
Дата выдачи задания: |
«___» ________201 г. |
|
Срок защиты: |
до «___»________ 201 г. |
|
Руководитель работы: |
_________________ |
__.__. ________ |
Задание принял |
________________ |
__.__. ________ |
27
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
СХЕМА СИНХРОННОГО СЧЁТЧИКА
28
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
СХЕМА АСИНХРОННОГО СЧЁТЧИКА
29
29