Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Schyotchik_4-2-2-1

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
10.12.2013
Размер:
75.93 Кб
Скачать

Министерство образования Российской Федерации Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Химико-технологический факультет

Суммирующий счётчик на несамодополняющемся коде 4-2-2-1.

Курсовая работа по курсу Электроника

Выполнил: Студент группы АТП-10 Шаталов А. Батькович Проверил:

Доцент кафедры умных людей Профман Д. Батькович

Пермь, 2012

Введение

Целью работы является изучить устройство несамодополняющегося счётчика на основе кода 4-2-2-1 и реализовать его на схемах ТТЛ.

2

Кодировка 4-2-2-1.

Код типа 4-2-2-1 является ytсамодополняющимся кодом типа BCD (См. Таблицу 1), т. е. несимметричным двоично-десятичным кодом (см. Таблицу 2). Таким образом запрещёнными избыточными кодовыми комбинациями являются 6 символов.

Основные BCD коды

Таблица 1

 

2-4-2-1

 

 

 

(код

4-2-2-1

5-1-2-1

 

Айкена)

 

 

0

0000

0000

0000

1

0001

0001

0001

2

0010

0010

0010

3

0011

0101

0011

4

0100

0110

0111

5

1011

1001

1000

6

1100

1010

1001

7

1101

1101

1010

8

1110

1110

1011

9

1111

1111

1111

Карта кода типа 4-2-2-1

Таблица 2

 

00

01

11

10

00

0

1

-

2

01

-

3

-

4

11

-

7

9

8

10

-

5

-

6

Таблица функционирования счётчика (см. Таблица 3) отражает состояния выходов триггерова счётчика в зависимости от предыдущего состояния.

В реализуемом счётчике по приходу сигнала состояние повышается на 1 (в десятиричной системе счисления) в соответствии с кодом типа 4-2-2-1.

3

Таблица состояний для счётчика (код 4-2-2-1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Состояния счётчика

 

 

 

Предыдущее

 

 

Переход

 

Следующее состояние (n+1)

состояние (n)

 

 

 

сигнала, n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4 (n)

Q3 (n)

Q2 (n)

Q1 (n)

FQ4

 

FQ3

FQ2

FQ1

Q4 (n+1)

Q3 (n+1)

Q2 (n+1)

Q1 (n+1)

 

 

0

0

0

0

0

0

 

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

 

0

0

0

1

0

2

0

0

1

0

0

 

0

1

0

1

3

0

1

0

1

0

 

1

0

1

1

0

4

0

1

1

0

1

0

0

1

5

1

0

0

1

1

 

0

1

0

1

0

6

1

0

1

0

1

 

1

1

0

1

7

1

1

0

1

1

 

1

1

1

1

0

8

1

1

1

0

1

 

1

1

1

1

1

1

9

1

1

1

1

0

0

0

0

4

Составление карт функций переходов

Карты составляются для всех четырёх триггеров. Для этого составляется карта кода, карта функций переходов (См. Таблицу 4).

Карты переходов функций переходов

Таблица 4

 

 

 

00

 

01

 

11

 

10

 

 

 

00

0

 

1

 

-

 

2

 

 

 

01

-

 

 

3

 

-

 

4

 

 

 

11

-

 

 

7

 

9

 

8

 

 

 

10

-

 

 

5

 

-

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q

3

0

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1

 

 

1

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

0

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

1

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q

3

0

 

1

 

-

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

3

 

-

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

7

 

9

 

8

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

5

 

-

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q

3

0

 

0

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1

 

 

1

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2

 

 

 

5

Требуемые значения входов триггеров и дешифратора

Поучим значения для входов на триггеры JK-типа с помощь карт Карно (См Таблицу 5).

Карты Карно для входов на триггеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q1

 

 

 

 

Q

3

0

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

Q

3

 

x

 

x

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

1

 

 

 

Q3

-

 

 

x

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

x

 

x

 

 

x

 

Q4

 

 

-

 

 

0

 

1

 

0

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

 

x

 

-

 

 

x

 

 

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q

3

0

 

0

 

-

 

1

 

 

 

 

 

Q

3

 

x

 

x

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

 

x

 

-

 

 

x

 

 

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

x

 

x

 

 

x

 

Q4

 

 

-

 

 

0

 

1

 

0

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

1

 

 

 

Q3

-

 

 

x

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

0

 

1

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

Q3

 

x

 

x

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

 

x

 

 

 

Q3

-

 

 

x

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1

 

x

 

 

x

 

Q4

 

 

-

 

 

x

 

1

 

0

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

 

x

 

 

 

Q3

-

 

 

x

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q

3

1

 

 

x

 

-

 

1

 

 

 

 

 

Q

3

 

x

 

1

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

 

x

 

-

 

1

 

 

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

x

 

x

 

1

 

Q4

 

 

-

 

 

1

 

1

 

 

x

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

 

x

 

-

 

1

 

 

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

2

 

 

Q2

 

 

 

6

В результате мы получили значения для входов на триггеры.

Триггер

 

 

 

J

 

K

4

 

Q

1Q3

Q1Q2

3

 

 

Q2

Q1Q2+Q

1Q4

2

 

 

Q1

Q1+Q3+Q4

1

 

 

Q

1

 

Q1

Так же мы таким же методов вычислим нужные состояния для входа на дешифратор.

 

 

 

 

 

 

 

FQ4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

0

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1

 

1

 

1

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

0

 

0

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

0

 

1

 

1

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

0

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1

 

1

 

1

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

0

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FQ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

1

 

 

Q1

 

 

Q

1

 

 

 

 

Q3

0

 

1

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

1

 

1

 

0

 

Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

Q3

-

 

 

1

 

-

 

0

 

 

 

 

 

 

Q2

 

 

Q2

 

 

 

7

Выбор типа логики

Следующим этапом в синтезе счётчика является выбор типа логики и разработка принципиальной схемы исходя из сделанного выбора логики.

Выбор типа логики осуществляют, соблюдая требования, предъявляемые к счётчику. И отдельно и интегральной микросхеме.

U0=0,5 В

U1=2,7 В

Iпотр=30 мА fmax=20 МГц

Поставленным условиям удовлетворяет серия К155 из логики ТТЛ. Данную логику мы и взяли за основу последующей схемы.

Из выбранной сериий мы взяли:

4 микросхемы «JK-триггер» - К155ТВ1;

1 микросхему «4 логических элемента 2И-НЕ» - К155ЛА3;

1 микросхему «3 логических элемента 3И-НЕ» - К155ЛА4;

Дешифратор — КР555ИД18;

Две кнопки — КМ8-1;

Блок индикации — АЛС320В; Пользуясь картами Карно и имеющимися микросхемами мы

спроектировали счётчик основанный на коде 4-2-2-1 (приложение 1). При подсчёте импульсов счётчик будет показывать на блоке индикации число импульсов.

8

Заключение

Мы спроектировали счётчик основанный на ТТЛ (К155). В результате мы получили схему счётчика, включающий JK-триггеры, дешифратор, индикационный блок.

9

Соседние файлы в предмете Электроника