|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим работы счетчика К531ИЕ17 (К531ИЕ16) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
E |
|
|
CE |
|
|
U / |
D |
|
C |
Режим |
||
|
0 |
|
|
х |
|
|
х |
|
х |
|
↑ |
Параллельный ввод |
|
|
|||
|
1 |
|
1 |
|
|
х |
|
х |
|
х |
Остановка счета |
|
|
||||
|
1 |
|
|
х |
|
1 |
|
|
х |
|
х |
Остановка счета, запрещение переноса |
|
|
|||
|
1 |
|
0 |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
↑ |
Прямой счет |
|
|
|||
|
1 |
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
↑ |
Обратный счет |
|
|
|||
4.2.4.Синхронный счетчик с входами прямого и обратного счета
Подобно реверсивному счетчик с входами прямого и обратного счета может работать и как суммирующий, и как вычитающий, но он имеет два входа для импульсов. Импульс, поступающий на вход прямого счета, увеличивает число, представленное выходным кодом, импульс на входе обратного счета - уменьшает. Схема такого счетчика показана на рис. 4.14а.
Рис. 4.14. 4-разрядный синхронный двоичный счетчик с входами прямого и обратного счета:
а – схема
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ. ЧАСТЬ 2
25 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Рис. 4.14. 4-разрядный синхронный двоичный счетчик с входами прямого и обратного счета:
б – диаграммы (прямой счет CD = 1),
в – диаграммы (прямой и обратный счет)
Счетчик построен на JK-триггерах, работающих по срезу тактового импульса, на информационных входах которых J = K =1. На входы синхронизации триггеров могут поступать как импульсы прямого счета CU , так и импульсы обратного счета CD . Логические элементы 1-4 представляют собой схему стробирования, разрешающую прохождение импульса CU к входу синхронизации триггера, если все триггеры младших разрядов находятся в единичном состоянии (это условие работы
суммирующего счетчика). Если все триггеры T0 −T3 находятся в
единичном состоянии, то на выходе CR формируется импульс отрицательной полярности, переносящий единицу в следующую секцию
26
многоразрядного счетчика. Элементы 6-9 разрешают прохождение импульса CD на тактовый вход триггера, если все триггеры младших разрядов находятся в нулевом состоянии. Если все выходы Q0 −Q3 равны
нулю, то на выходе BR появляется импульс отрицательной полярности, занимающий единицу из следующей секции многоразрядного счетчика.
На входах CU и CD не должны одновременно присутствовать нулевые уровни. Можно считать, что входные сигналы CU и CD представляют собой непрерывающиеся импульсы отрицательной полярности, по положительному перепаду которых происходит соответственно прямой и обратный счет.
Временные диаграммы для прямого счета показаны на рис.1.14б (при CD =1). Число, представленное кодом Q3 −Q0 , увеличивается на единицу по положительному перепаду импульсов прямого счета CU . Когда это число равно 15 ( Q3 = Q2 = Q1 = Q0 =1) и CU =0 , на выходе
переноса CR формируется нулевой уровень. По положительному перепаду 16-го импульса все триггеры устанавливаются в нулевое состояние.
Одновременно положительным перепадом CR выполняется перенос единицы в следующий по старшинству разряд многоразрядного счетчика. На рис. 4.14в показана работа счетчика в режимах прямого и обратного счета. После восемнадцати импульсов на входе прямого счета число, представляемое входным кодом, равно 2 (по положительному перепаду 16го импульса был перенос единицы в следующий разряд с весовым коэффициентом 24=16). Импульсы на входе обратного счета CD
последовательно уменьшают число, определяемое кодом Q3 −Q0 . Когда оно достигает нуля на входе CD нулевой уровень, формируется сигнал
BR займа единицы из следующей секции многоразрядного счетчика. Заем выполняется по перепаду следующего импульса. Одновременно все
триггеры T0 −T3 устанавливаются в единичное состояние. Переключение
триггеров является синхронным, так как импульсы CU (или CD ) поступают на тактовые входы всех триггеров с одинаковой задержкой.
Пример ИС:
К155ИЕ7 – 4-разрядный синхронный двоичный счетчик с входами прямого и обратного счета (рис.4.15). Установка в нулевое состояние R и
параллельный ввод L - асинхронные. Режимы работы приведены в табл. 4.6.
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ. ЧАСТЬ 2
27 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Рис. 4.15. 4-разрядный синхронный двоичный счетчик с входами прямого и обратного счета К155ИЕ7
Таблица 4.6
Режим работы счетчика К155ИЕ7 (К155ИЕ6)
R |
|
|
|
CU |
CD |
Режим |
L |
||||||
1 |
|
х |
|
х |
х |
Установка в 0 |
0 |
0 |
|
х |
х |
Параллельный ввод |
|
0 |
1 |
|
↑ |
1 |
Прямой счет |
|
0 |
1 |
|
1 |
↑ |
Обратный счет |
|
0 |
1 |
|
1 |
1 |
Остановка счета |
|
4.2.5. Асинхронный двоично-десятичный счетчик
Десятичные, или декадные, счетчики широко используются в тех случаях, когда результат счета необходимо отображать в десятичной форме. Обычно выходные переменные представляют число импульсов в натуральном двоично-десятичном коде. Такие счетчики называют двоично-десятичными. Связь между числом входных импульсов и значениями выходных переменных для двоично-десятичного суммирующего счетчика указана в табл. 4.7. Для импульсов от 0 до 9 она повторяет таблицу двоичного счетчика. Но в ответ на десятый импульс все выходные переменные двоично-десятичного счетчика устанавливаются в нуль, и формируется сигнал переноса в декаду следующего, более старшего десятичного разряда.
28
Таблица 4.7
Таблица состояний двоично-десятичного суммирующего счетчика
n |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
23 |
22 |
21 |
20 |
|
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 |
Схема асинхронного двоично-десятичного счетчика приведена на рис. 4.16а. Он построен на JK-триггерах типа M-S, срабатывающих по срезу тактовых импульсов. От двоичного счетчика (рис. 4.7а) его отличают две особенности. Во-первых, для того, чтобы предотвратить переход триггера T1 после десятого импульса из нулевого в единичное состояние,
выход Q3 подключен к входу J триггера T1. До 8-го импульса Q3 =1 и триггер переключается по отрицательному перепаду Q0 (рис. 4.7б). После 8-го импульса на информационных входах триггера T1 J =Q3 =0 и K=1 (в
соответствии с табл. 2.3 [1]) предотвращает переход T1 в единичное состояние. Во-вторых, для того, чтобы T3 перешел в нулевое состояние после десятого импульса на его вход C необходимо подать Q0, так как остальные разряды Q1 и Q2 в этот момент не меняются. Необходимая последовательность переключения обеспечивается с помощью элемента И. Единственный отрицательный перепад, при котором Q1 · Q2 = 1, происходит после 8-го импульса. При этом T3 меняет свое состояние на противоположное, т.е. Q3 переходит к единичному значению. По срезу 10-го импульса Q1 · Q2 = 0 и по отрицательному перепаду Q0 триггер T3 переходит в нулевое состояние.
Двоично-десятичные счетчики могут использоваться и в качестве делителей частоты (период Q3 в 10 раз больше периода C).
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ. ЧАСТЬ 2
29 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Рис. 4.16. Асинхронный двоично-десятичный счетчик: а – схема, б – временные диаграммы
Пример ИС:
К155ИЕ2 - двоично-десятичный счетчик (рис. 4.17). Имеет объединенные по И входы сброса R0 и установки R9. ИС содержит триггер T0 (вход C1 и выход Q0) и делитель частоты на 5 (триггеры T1 – T3 ) с входом C2 и выходами Q1 – Q3.
Рис. 4.17. Асинхронный двоично-десятичный суммирующий счетчик К155ИЕ5
Для получения двоично-десятичного счетчика необходимо с помощью внешних соединений подключить Q0 к C2. Если ИС