Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Схемотехника цифровой электроники. Лабораторный практикум
.pdf
2)вычитающийсчётчикнаJKRS-триггерах;
3)вычитающийсчётчикнаD-иDRS-триггерах;
4)кольцевойсчетчикнаD-триггерах.
Схема моделирования работы суммирующего счётчика на JKRSтриггерах с инверсными установочными входами и модулем счёта
N = 8 с использованием средств программы Electronics Workbench
приведенанарис.3.3.JKRS-триггерыработаютврежимеТ-триггеров,
переключениекоторыхпроисходит по заднему фронту входныхимпульсов(переходот 1 к 0). Состояние счётчика отображается с помощью светодиодови дешифратора,преобразующегодвоичный код
вдесятичный.
Рис.3.3.Схемасуммирующегосчетчикасмодулемсчета16
Рис.3.4.Эпюрынапряженийсуммирующегосчетчикасмодулемсчета16
31
В асинхронном суммирующем счетчике, построенном на JKRSтриггерах,насинхроимпульскаждогоследующеготриггераподается
сигналспрямоговыходапредыдущеготриггера.Эпюрынапряжений,
полученныеслогическогопреобразователя,представленынарис.3.4.
Счётчикимогут не толькоувеличиватьсвоёзначениена единицу
припоступлениинасчётныйвходимпульсов,ноиуменьшатьего.Такиесчётчикиполучилиназваниевычитающихсчётчиков.
ВычитающийсчётчикнаJKRS-триггерах(рис.3.5)полученизменением коммутации синхронных входов второго и третьего триггеров: синхронные входы соединены с инверсными выходамитриггеровпредшествующихразрядовсчётчика.
32
Рис.3.5.Схемавычитающегосчетчикасмодулемсчета8
Рис.3.6.Схемавычитающегосчетчикасмодулемсчета32
Реализация вычитающего счетчика с модулем счета 32 на
D-тригерахпредставлена на рис.3.5. Таккаксчетчикпостроенна 5
триггерах,производитсяподсчетот31до0,азатемначинаетзаново.
Васинхронном вычитающемсчетчикена D-триггерахна синхроимпульскаждогоследующеготриггера подается прямой выходпредыдущего.
Рис.3.7.Эпюрынапряженийвычитающеготриггера
смодулемсчета32
Схема моделирования работы вычитающего счётчика на DRSтриггерах с инверсными установочными входами и модулем счёта
N = 8 с использованием средств программы Electronics Workbench
приведенанарис.3.8
Дляэтогонеобходимо3триггерасоединитьпоследовательнотак,
чтобысигналспрямоговыходапервоготриггерапоступалнасинхроимпульсследующегои такдалее.Приэтоминверсныйвыходивход
Dнеобходимосоединитьобратнойсвязью.
Для подсчета импульсовиспользуетсяWordGenerator, а для снятия выходной величины используем Logic Analyzer. Составленная
схемапредставленаниже.(рис.3.8ирис.3.9)
33
Рис.3.8.Схемаасинхронноговычитающегосчетчикасмодулемсчета8
Рис.3.9.Эпюрынапряженийвычитающегосчетчикасмодулемсчета8
Кольцевые счетчики
Этозамкнутые«вкольцо»регистрысдвига,состояниятриггеровв
которыхизменяютсяподвоздействиемвходныхсдвигающихимпульсов.В простейшемслучае покольцуциркулируетоднакодоваяеди-
34
ница,такчтокоэффициентпересчетасчетчикаравенчислувходящих
внеготриггеров.
Рис.3.10.Схемакольцевогосчетчика,реализованногонаD-триггерах
Рис.3.11.Эпюрынапряженийкольцевогосчетчика
35
Контрольные вопросы
1. Чтоназываетсясчетчиком?
2. Чтоназываетсякоэффициентомпересчета?
3. Перечислить основные классификационные признаки счетчи-
ков.
4. Указатьосновныепараметрысчетчиков.
5. Чтотакоевремязадержкираспространениясигналасчетчика?
6. Объяснить работуасинхронного счетчикас последовательным
переносом,оценитьегобыстродействие.
7. Объяснить работуасинхронного счетчикас параллельным пе-
реносом,оценитьегобыстродействие.
36
Лабораторная работа 4
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГИСТРОВ
Цель работы:изучениепринципов построениярегистровсдвига,
способов преобразованияпараллельного кодав последовательныйи
обратно, сборка схем регистров сдвига и их экспериментальное исследование.
Основное назначение регистров – хранение и преобразование
многоразрядных двоичных чисел. Выдача информации к внешним
устройствамхарактеризуетоперациювыводаилисчитывания.Запись
информации в регистр не требует егопредварительного обнуления.
регистры в зависимости от функциональных свойств подразде-
Все
ляются на две
ния)исдвигающие.Регистрыпоспособувводаивыводаинформации
можноподразделитьна:
– параллельные регистры памяти, когдаинформация вводится и
выводитсяпараллельнымкодом;
– последовательныерегистрысдвига–осуществляютпоследова-
тельный,
– поразрядный сдвиг кодовой комбинации в сторону старшего
илимладшегоразрядовспомощьютактирующихимпульсов;
– параллельно-последовательные (универсальные) регистры –
способны
– вводитьпараллельныйкод,авыводитьввидепоследовательно-
го;либовводитьпоследовательныйкод,авыводитьпараллельный.
направлениюпередачи(сдвига)информациирегистрыделятся
По
наоднонаправленныеи
Нарегистрахс помощьювспомогательныхлогическихэлементов
можноосуществлятьследующиепреобразования:
– вуниверсальныхрегистрах можновводить машинное слово и
параллельно,ипоследовательно,авыводитьтакжеи параллельно,и
последовательно;
– регистрыстроятсянаD-триггерах,атакжеJK,еслиихперевестиврежимD-триггера;
– связьмеждутриггерамив регистрахсдвигаопределяетих быстродействие,самый простейшийспособсвязи– последовательный,
заторегистрснизкимбыстродействием.
категории– накопительные(регистры памяти,хране-
реверсивные.
Выполнение на регистрах преобразований
37
Дополнительные функции регистров
Регистрымогутвыполнятьтакиедополнительныефункции:
– распределителя,распределятьимпульсыпонезависимымвыхо-
дам,
– счётчика, модуль счёта которого определяется количеством
триггеровврегистре;
– производитьумножениеилиделениедвоичногочислана2
i
,где
i – число сдвигов:умножение– сдвиг числавлево, деление– сдвиг
числавправо.
Параллельный регистр
Впараллельномрегистрекаждыйизтриггеровимеетсвойнезависимыйинформационныйвходисвойнезависимыйинформационный
выход.
Параллельныерегистрыделятсянадвегруппы:
– регистры,срабатывающиепофронтутактовогоимпульса,
– регистры,срабатывающиепоуровнютактовогоимпульса.
Чаще всего в цифровых схемах используют регистры, управляемые фронтомТИ (тактируемыерегистры). Но есть и стробируемые
регистры,которыеимеютсвойкругзадач,вкоторыхихничтонеможетзаменить.
В параллельных регистрах ввод и вывод слов данных выполняется во всехразрядах одновременно. Время ввода(вывода) слова
равновремени ввода(вывода) одногоразряда иравно длительности
такта Т.Основнаяфункцияпараллельногорегистра–хранениеслова
информации.
38
Рис.4.1.Параллельныйрегистр
В последовательных регистрах все разряды слова вводятся в ре-
гистривыводятсяизнегопоследовательнововремениодинзадругим.
Времяввода(вывода)n-разрядногословаравноnТ,гдеТ –периодследованиятактирующих сигналов. Последовательныерегистры называютсятакжерегистрамисдвига,илисдвигающими(сдвиговыми).
Рис.4.2.Последовательныйрегистр
Задание1.Исследованиерегистрахранения
1. Собратьсхему,изображеннуюнарис.4.3.
Рис.4.3.Схемавключениярегистра74173
74173 – четырехразрядный регистр. Он имеет выходы 1Q...4Q
стретьим Z-состоянием (при сигнале 1 на выводах G2, G1), а его
входы1D...4Dснабженылогическимиэлементамиразрешениязаписи путем подачилогического 0 на входы М, N (в EWB ошибочно
показаны прямыми).Используется регистр как четырехразрядный
39
источник кода, способныйобслуживатьнепосредственношинуданныхцифровойсистемы.
2. Дваждыщелкнитепогенераторусловизанеситевнегоинфор-
мациюсадреса0000 по0009,показаннуювтабл.4.1.
3. Запустите схему впошаговомрежиме (кнопкаStep) и запи-
шитепоказанияиндикаторавтабл.4.1.
Таблица 4.1
Результаты эксперимента
№ Входы Выход
M,N G1,G2 4D 3D 2D 1D CLR
1 0 0 0 0 0 1 0
2 0 0 0 0 1 0 0
3 0 0 0 1 0 0 0
4 0 0 1 0 0 0 0
5 0 0 1 1 1 1 0
№ Входы Выход
M,N G1,G2 4D 3D 2D 1D CLR
6 0 1 1 0 0 0 0
7 0 0 1 0 0 1 0
8 0 0 1 1 1 1 1
9 1 0 1 0 0 1 0
10 0 0 1 0 1 1 0
4. Проанализируйтеполученныеданные.
Задание2.Исследованиерегистровсдвига
1.Нарисоватьсхему,показаннуюнарис.4.2.
2.Дваждыщелкнитепогенераторусловизанеситевнегоинфор-
мациюсадреса0000 по0015,показаннуювтабл.4.2:
a.1–сдвигиустановкапопервомукаскаду(JK=11);
b.2–сдвигисброспопервомукаскаду(JK=00);
c.3–сдвигипереключениепервогокаскада(JK=10);
d.4–сдвигихранениевпервомкаскаде(JK=01).
5. Запустите схему в пошаговомрежиме (кнопка Step) и запи-
шитепоказанияиндикаторавтабл.4.2.
Если на входе LD/SH присутствует напряжение низкого (актив-
ного)уровня, все четыре триггера регистра запускаются одним так-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]