Минобрнауки России

Санкт-петербургский государственный

Электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра ВТ

Отчёт

Лабораторная работа №6

По дисциплине «Элементарная база цифровых систем»

Тема: проектирование двоичных счётчиков

Студент гр. 3316 Руденский И.М.

Студент гр. 3316 Четвертак А.Р.

Преподаватель Ельчанинов М.Н.

Санкт-Петербург

2026

Цель работы

Цель работы – исследовать особенности функционирования двоичных счетчиков с вырожденными переходами (принудительной установкой в состояния) и различными способами организации переноса.

Вариант 2

Задание 1: Счётчик 2-14

Задание 2: Счётчик 0-6; 9-14

Задание 3: Счётчик 0-11, D-триггер

Ход работы

1. Была разработана схема счётчика с использованием дешифратора. Запрещенные состояния: 0, 1, 15. Запрет этих состояний сделан с помощью дешифратора и входа синхронной загрузки числа 2 в счётчик.

Рисунок 1

2. Было проведено моделирование схемы:

Рисунок 2

3. Была разработана схема счётчика 0-6, 9-14 с использованием дополнительной логики без дешифратора. Суть её в том, что на вход data счётчика мы в самый старший и самый младший разряд подаём s6(проверка, есть ли у нас сейчас 6 в счётчике).

Таким образом, у нас сброс всегда будет либо в 0, либо в 6.

Рисунок 3

Все запрещённые состояния приведены ниже:

S6 = ~Q3&Q2&Q1&~Q0 S14 = Q3&Q2&Q1&~Q0 S7 = ~Q3&Q2&Q1&Q0 S8 = Q3&~Q2&~Q1&~Q0 S15 = Q3&Q2&Q1&Q0

4. Было проведено моделирование схемы:

Рисунок 4

5. Была разработана схема счётчика 0-11 с использованием триггеров DFF.

№	current Q3Q2Q1Q0	Десятичное	next D3D2D1D0	Десятичное
1	0 0 0 0	0	0 0 0 1	1
2	0 0 0 1	1	0 0 1 0	2
3	0 0 1 0	2	0 0 1 1	3
4	0 0 1 1	3	0 1 0 0	4
5	0 1 0 0	4	0 1 0 1	5
6	0 1 0 1	5	0 1 1 0	6
7	0 1 1 0	6	0 1 1 1	7
8	0 1 1 1	7	1 0 0 0	8
9	1 0 0 0	8	1 0 0 1	9
10	1 0 0 1	9	1 0 1 0	10
11	1 0 1 0	10	1 0 1 1	11
12	1 0 1 1	11	0 0 0 0	0

Формулы для счёта 0-11 были выведены с помощью карт Карно:

D0 = NOT Q0

D1 = Q0 XOR Q1

D2 = (Q0 AND Q1) XOR Q2

D3 = (Q0 AND Q1 AND Q2) XOR Q3

Схема:

Рисунок 5

Вся суть здесь в сбросе. Мы проверяем что Q3=1 и Q2=1 (12), и в этот момент сбрасываем все триггеры через асинхронный сброс.

Временная диаграмма:

Рисунок 6

6. Было проведено моделирование схем на ПЛИС Altera Cyclone 2.

Вывод

В ходе лабораторной работы были изучены принципы построения двоичных счётчиков с использованием дешифратора, дополнительной логики и триггеров. Были изучены принципы избавления от паразитных состояний (для этого нужно использовать асинхронный сброс и установку). Таким образом, были закреплены навыки построения сложной схемы по заданному условию с использованием карт Карно и алгебры логики.