2. Задание

Спроектировать двоично-десятичный суммирующий счетчик, работающий в коде 5421 обеспечивающий состояние указанное в колонке № 7 методического указания, со следующими параметрами:

U¹=2,7В

U⁰=0,5В

f_max=20МГц

I_потр=30мА

С индикацией на семисегментном индикаторе.

3. Обзор существующих схем счетчиков.

Счетчик – это цифровое устройство, осуществляющее счет входных сигналов и хранение кода числа, отражающего количество подсчитанных сигналов. Сигналами могут бать перепады потенциалов (потенциальный способ) или импульсы (импульсный способ).

Основными характеристиками счетчика являются:

• Модуль счета Kc – максимальное число импульсов, которое может быть подсчитано счетчиком. После поступления Kc импульсов счетчик должен вернуться в исходное состояние. Kc<=2^m, где m-разряд счетчика, т.е. число триггеров.

• Быстродействие счетчика. Разрешающая способность t_P=1/F_СЧЕТ – минимально допустимый интервал времени между двумя входными сигналами, при котором не происходит потери счета сигналов. Время установки счетчика t_уст – интервал времени между моментом поступления входного сигнала и моментом завершения перехода счетчика в новое состояние.

По порядку изменения состояний счетчика различают счетчики и естественным и произвольным порядком счета.

По модулю счета различают двоичные Kc=2^m и недвоичные Kc2^m счетчики. Последние могут использоваться как делители частоты с коэффициентом деления, равным Kc.

По структурной реализации счетчики делятся на параллельные, последовательные и последовательно-параллельные, которые различаются способами подачи счетных сигналов на входы и способами связи между разрядами.

Счетчики с естественным порядком счета подразделяются на: суммирующие, вычитающие, реверсивные.

Рассмотрим каждый из этих счетчиков более подробно.

3.1 Последовательный суммирующий двоичный счетчик.

В суммирующем счетчике при каждом очередном импульсе на входе показание счетчика увеличивается на единицу, т.е. номер последующего состояния на единицу больше номера предыдущего состояния. После достижения последнего значения, счётчик сбрасывается в исходное состояние.

Реализуется на триггерах, синхронизированных либо по переднему, либо по заднему фронтам. Если триггеры синхронизированы по переднему фронту, то для реализации такого счетчика прямой выход предыдущего триггера соединяется со счетным входом последующего триггера. Исходное состояние для всех триггеров в “0”. Если триггеры синхронизированы по заднему фронту, необходимо инверсный выход предыдущего триггера соединить со счетным входом последующего триггера. Исходное состояние для всех триггеров в “0”.

Исходное состояние задается подачей на вход R кратковременного низкоуровневого сигнала.

Схема суммирующего счетчика на Т-триггерах с модулем счета Kc=8 приведена на рис. №1

Рис. №1. Схема суммирующего счетчика на Т-триггерах с модулем счета Kc=8.

3.2 Последовательный вычитающий двоичный счетчик.

В вычитающем счетчике при каждом очередном импульсе на входе показание счетчика уменьшается на единицу, т.е. номер последующего состояния на единицу меньше номера предыдущего состояния. При достижении нулевого значения счётчик сбрасывается в исходное состояние.

Реализуется на триггерах, синхронизированных либо по переднему, либо по заднему фронтам. Если триггеры синхронизированы по переднему фронту, то для реализации такого счетчика, необходимо инверсный выход предыдущего триггера соединяется со счетным входом последующего триггера. Исходное состояние для всех триггеров в “1”. Если триггеры синхронизированы по заднему фронту, необходимо прямой выход предыдущего триггера соединить со счетным входом последующего триггера. Исходное состояние для всех триггеров в “1”.

Исходное состояние задается подачей на вход S кратковременного низкоуровневого сигнала. В процессе счета на входе S присутствует высокий уровень.

Схема вычитающего счетчика на Т-триггерах с модулем счета Kc=8 приведена на рис. №2.

Рис. №2.Схема вычитающего счетчика на Т-триггерах с модулем счета Kc=8.