- •Синтез счетчиков сигналов
- •1. Порядок выполнения работ
- •1.1. Получение задания
- •1.2. Самостоятельная (домашняя) работа
- •1.3.Практическое занятие
- •1.4. Лабораторное занятие
- •2. Учебный материал для самостоятельной работы. Счетчики
- •2.1. Назначение и классификация счетчиков
- •2.2. Синтез счетчиков
- •2.2.1. Алгоритм определения функций -с помощью словарного метода
- •2.2.2. Синтез суммирующего счетчика
- •2.2.3. Алгоритм синтеза счетчика
- •2.2.3. Синтез вычитающего счетчика
- •2.2.4. Реверсивный счетчик
- •2.2.5. Двоичный счетчик с произвольным порядком счета
- •2.2.6. Недвоичный счетчик
- •2.2.7. Двоично-десятичный счётчик
- •2.3. Моделирование счетчиков
2.2.3. Синтез вычитающего счетчика
В вычитающем счетчике номер последующего состояния должен быть на единицу меньше предыдущего состояния. Поэтому для вычитающего счетчика =8 таблица функционирования будет иметь вид табл. 4.
Таблица 4
Состояние счётчика |
Функция перехода | ||||||||
№ |
Предыдущее |
Последующее | |||||||
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
▼ |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
▼ |
▲ |
2 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
▼ |
3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
▼ |
▲ |
▲ |
4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
▼ |
5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
▼ |
▲ |
6 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
▼ |
7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
▲ |
▲ |
▲ |
На основании таблицы функционирования счетчика составляем для каждого триггера таблицу функций перехода для каждого из восьми состояний, значениязаносим в таблицу 4. На основании таблицы переходов триггеров составляем карты функций переходовдля каждого триггера(рис, 10).
Рис.10
Рис.11
Заменяя функции переходов в картах рис. 10 значениями функций управления ииз словаря переходов (см. табл. 2), получаем карты Карно для входов J и K каждого триггера счетчика (см. рис. 11).
После минимизации получаем логические уравнения входов J и K триггеров счетчика:
,,(4)
Из выражения (4) следует, что на J и K входы второго триггера следует подать конъюнкцию логических переменных с инверсных выходов первого и нулевого триггеров. Входы первого триггера должны быть соединены с инверсным выходом нулевого триггера, а на J и K входы нулевого триггера необходимо подать потенциал, соответствующий логической единице. Схема вычитающего счетчика, построенного в соответствии с полученными результатами, приведена на рис. 12.
Рис.12
2.2.4. Реверсивный счетчик
Реверсивный счетчик осуществляет счет сигналов, как в режиме сложения, так и в режиме вычитания. Режим работы изменяют с помощью схемы управления. В качестве примера рассмотрим синтез восьмиразрядного реверсивного счетчика. Воспользуемся результатами, полученными при синтезе суммирующего и вычитающего счетчиков в пп. 2.2.2. и 2.2.3.
Для этих счетчиков:
I) в режиме сложения;;
2) в режиме вычитания ;;.
Из этих выражений следует, что при изменении режима счета функции на управляющих J и K изменяются на инверсные только на входах второго и первого триггеров. Поэтому для реверсивного счета не-обходимо произвести коммутацию выходов нулевого и первого триггеров счетчиков. Коммутация осуществляется с помощью сигнала управления Т, применяющего значения 1 при суммировании и 0 при вычитании. Тогда логические уравнения, описывающие схему управления, имеют вид:
Здесь при Т=1 обеспечивается режим сложения, а при Т=0 - режим вычитания. Эти выражения можно преобразовать с помощью логических элементов И-ИЛИ-НЕ [3, с. 232] к виду:
Схема управления, обеспечивающая изменение режима работы счетчика, приведена на рис. 13.
Рис.13