- •Министерство образования рф
- •1.1 Назначение и классификация счетчиков.
- •1.2 Синтез счетчиков.
- •Обоснованный выбор схемы.
- •Разработка структурной схемы
- •Разработка функциональной схемы.
- •2.1 Составление таблицы функционирования счетчика.
- •2.2 Составление карт Карно функций управления входов j и k для каждого триггера.
- •2.3 Составление функциональной схемы.
- •2.4 Разработка схемы дешифратора.
- •2.5 Составление главной карты Карно по исходному коду:
- •2.6 Составление минимизированных логических уравнений:
- •Выбор элементной базы.
- •Разработка принципиальной схемы счетчика.
1.2 Синтез счетчиков.
Синтез счетчика сводится к определению оптимальной структуры и построению его принципиальной схемы. Под оптимальной понимается структура счетчика, содержащая минимальное количество триггеров и связей между ними, при которой обеспечивается выполнение счетчиком требуемых функций с заданными значениями параметров.
Основными исходными данными для синтеза счетчика являются:
- модуль счета (емкость счетчика) Кс;
- порядок изменения состояний счетчика;
- режим счета (суммирующий, вычитающий или реверсивный);
- требуемая разрешающая способность счетчика
- необходимое время установки кода счетчика
Исходя из заданной емкости и модуля счета Кс, определяют необходимое количество m триггеров в счетчике. Для двоичных счетчиков , недвоичных -, где- двоичный логарифм числа Кс, округленный до большего ближайшего целого числа. Разрешающую способность и время установки кода счетчика учитывают при выборе серии интегральных микросхем и типа триггера, а также при выборе способа переключения триггеров (последовательного или параллельного). При выборе серии триггера необходимо учитывать условие
,
где - максимально допустимая для данного триггера частота следования входных сигналов. Время установки кода является основным фактором, определяющим выбор способа переключения триггеров. При последовательном способе запуска триггеров растет вm раз с увеличением числа m триггеров в счетчике, а при параллельном - не зависит от величины m. Поэтому более предпочтительным, как правило, является параллельный способ запуска триггеров. Последовательный способ целесообразно применять в счетчиках, используемых в качестве делителе частоты. Определив количество разрядов (триггеров) счетчика m, выбрав серию интегральных микросхем и способ переключения триггеров, приступают к разработке структурной схемы счетчика. Основной задачей синтеза счетчика является определение оптимальных логических функций , связывающих между собой входы и выходы всех триггеров.
Обоснованный выбор схемы.
При выборе схемы счетчика необходимо учитывать следующие данные:
1)назначение счетчика;
2)разрядность счетчика;
3)тип триггера;
4)тип межразрядных связей.
Согласно заданию надо спроектировать суммирующий двоично-десятичный счетчик, работающий в коде с избытком 3. Суммирующий счетчик – это такой счетчик, в котором номер последующего состояния должен быть на единицу больше номера предыдущего состояния. Двоично-десятичный счетчик является разновидностью недвоичного счетчика с модулем счета .
Определим разрядность счетчика: , гдеN-число разрядов счетчика, а . В результате получаемN=4. Отсюда следует, что мой счетчик будет состоять из 4 триггеров.
Для проектирования счетчика я выбрал универсальные JK- триггеры. JK-триггер имеет входные логики, что позволяет минимизировать количество логических элементов. JK – триггер обладает допустимостью подачи логической единицы на оба входа. Сама структура JK – триггеров предпочтительна для создания счетчика.
На основании обзора схем счетчиков я пришёл к выводу, что для реализации данного счетчика лучше выбрать схему параллельного счета, так как необходимо обеспечить высокое быстродействие.