lab5 / циф5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра электронных приборов и устройств

отчет по лабораторной работе №5 по дисциплине «Цифровая схемотехника» Тема: «Синхронные цифровые схемы и устройства ввода-вывода»

Студент гр. ____________________ . Преподаватель __________________________ Герасимов В.А.

Санкт-Петербург 2024 г.

Цели работы: исследовать способ организации ввода асинхронно меняющегося бита в синхронные последовательностные схемы. При поступлении этого бита с механической кнопки, подверженной дребезгу, используется синхронный метод защиты от дребезга с выделением фронта.

Обработка результатов

Вариант №20

1. Схема защиты от дребезга с выделением переднего фронта приведена ниже

Рисунок 1 – Схема защиты от дребезга с выделением переднего фронта

С

S1

Q1

nQ2

Рисунок 2 – Осциллограмма работы асинхронного 4-разрядного счетчика

На осциллограмме показан момент отпускания кнопки, то есть выключения. Ноль на обоих входах элемента DD4 будет в течение одного такта.

Для момента нажатия кнопки ситуация будет обратная – при нажатии S1, триггер DD2 записывает единицу по нарастающему фронту сигнала С, и эта единица сразу отправляется на выходной элемент DD4, при этом в триггере DD3 все еще будет хранится «0», тем самым сигнал nQ2 будет равен лог. «1», на следующем нарастании фронта тактового сигнала, в триггер DD3 запишется «1» и nQ2 переключится на «0». В итоге единица на выходе всей схемы при нажатии кнопки будет в течение одного такта сигнала С, как и «0» при отпускании кнопки.

2. Схема для сравнения методов подсчета числа событий показана на рис. 3.

Рисунок 3 – Схема сравнения методов подсчета числа событий

В результате исследования схемы выяснено, что показания счетчика DD7 после нажатия на кнопку S1 опередили показания другого счетчика. Это соответствует ожидаемому и объясняется тем, что из-за дребезга в кнопке счетчик почитал ложные импульсы, в то время как счетчик DD6, тактируемый с генератора считает нажатия верно.

3. Схема ограничения коэффициента пересчета по индивидуальному заданию (К = 11) приведена на рис. 4. Я выполнил указанные подключения DD7, рассуждая следующим образом. В двоичном виде максимальное число, которое допустимо на выходе счетчика, составляет 1010, поэтому биты Q1 и Q3 подключаются к DD7 и при наличии числа 10 на выходе, на вход синхронного сброса поступает лог. «1» и счетчик сбрасывается.

Рисунок 4 – Схема ограничения коэффициента пересчета числом 1010₂ = 10

4. Схема макета секундомера со звуковым сигналом показана ниже

Рисунок 5 – Схема макета секундомера со звуковым сигналом

С

BZ1

Q3

Q0

Рисунок 6 – Осциллограмма макета секундомера со звуковым сигналом

Видно, что как только на выходе счетчика DD6 появляется число 9, что соответствует лог. «1» на выходе Q0 и Q3 логический элемент DD8 начинает пропускать сигнал CLK на динамик. Поэтому в течение 1 такта равного 1 секунде звучит сигнал. Затем на переднем фронте такта счетчик DD6 сбрасывается на 0, а счетчик в следующем каскаде DD11 записывает 1, звуковой сигнал прекращается и процесс повторяется. В итоге общая работа схемы сводится к секундомеру, который на каждом 10 счете выдает звуковой сигнал.

ВЫВОД

В ходе выполнения лабораторной работы была изучена схема защиты от дребезга в механической кнопке и влияние дребезга на вывод схем синхронных счетчиков. Так же был изучен способ ограничения коэффициента пересчета синхронного счетчика, с помощью функции сброса счетчика на определенном двоичном числе на выходе. Благодаря чему можно подстраивать счетчики под различные системы счета. В конце работы была изучена схема секундомера на двухкаскадном синхронном счетчике, который за счет дополнительной обвязки выдает звуковой сигнал на каждой десятой секунде.