Потехин / счетчик с дешифратором
.docФедеральное агентство образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
(ТУСУР)
Кафедра телевидения и управления (ТУ)
Лабораторная работа по предмету
«Вычислительная техника»
Счетчик с дешифратором
Студенты гр. 154:
________Фадеева О.С.
________Погадаев А.В.
Проверил:
Доцент кафедры ТУ
_________Потехин В.А.
2006
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной лабораторной работы является ознакомление с работой типовых схем ТТЛ логики отечественного производства и их импортными аналогами. Работа выполняется в программе Electronic Workbench версии 5.0 и выше, так как данный программный продукт позволяет проектировать цифровые схемы, а также осуществлять контроль и испытание полученных цифровых устройств.
1 ОПИСАНИЕ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА
Принципиальная
схема исследуемого устройства включает
в себя счетчик
и дешифратор
.
Счетчик
(К555ИЕ6 или 74192) – синхронный реверсивный
четырехразрядный двоично-десятичный
счетчик. Счетчик работает в коде 1-2-4-8,
условное графическое изображение МСХ
приведено на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Условное графическое обозначение ИС ИЕ6 (а); 74192 (б)
К исходному нулевому состоянию счетчик приводится при подаче на асинхронный вход R уровня лог. 1, при этом одновременно запрещается счет импульсов: Y1: Сч (4):= 0.
Входы «+1», «–1» – счетные входы для выполнения операций суммирования или вычитания соответственно:
+ 1: Y2: Сч (4): = Сч (4) + 1,
– 1: Y2: Сч (4): = Сч (4) – 1.
Причем
при отсутствии какого-либо из управляющих
сигналов на вход должен быть подан
высокий уровень напряжения. При подаче
на вход «+1» тактовых импульсов на выходах
счетчика
образуется двоичный код 1-2-4-8. За 10
тактовых импульсов счетчик приходит в
состояние от 0 – 0000 до 9 – 1001. Когда все
триггеры находятся в единичном состоянии,
то очередной десятый тактовый импульс
(низкий уровень сигнала) проходит на
выход переноса (
≥ 9 вывод).
Если
счетчик работает на вычитание (вход
«–1»), то при переходе из состояния 0000
в состояние 1001 возникает заем из старшего
разряда. Это отображается появлением
сигнала низкого уровня на выходе (
≤ 0).
Входы
предназначены для записи в счетчик
параллельного четырехразрядного
управляющего кода, запись кода ведется
при поступлении на вход синхронизации
C сигнала низкого уровня. В счетчике
реализуется микрооперация присвоения:
Y4: Сч(4): = Di,
где
–
четырехразрядный двоичный код.
При выполнении микрооперации установки, на входах «+1», «–1» должны быть установлены высокие уровни сигналов.
Дешифратор
(К555ИД3 или 74154) – это комбинационная
схема для преобразования четырехразрядного
двоичного кода (подается на входы
1-2-4-8) в шестнадцатеричный унитарный
двоичный код (снимается с входов 0 –
15). Условное
графическое обозначение дешифраторов
приведено на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Условное обозначение: К155 ИД3 (а); 74154 (б).
Для
включения дешифратора в работу необходимо,
чтобы на управляющих входах
были установлены сигналы низкого уровня.
Каждой кодовой комбинации на входах
1-2-4-8 соответствует свой активный выход
,
причем возбужденный выход принимает
низкое значение уровня сигнала.
Спаяем схему:
На 27 контакт подадим напряжение. А контакты 2 и 48 закоротим.
Далее делаем распайку по таблицам
-
счетчик
Обоснование полученных результатов.
1. Принципиальная схема суммирующего счетчика:
Осциллограммы напряжений на управляющем входе UP счетчика, на всех его выходах и на трех соседних выходах дешифратора от 0 до 10. В версии 4.1. программного пакета Electronic WorkBench я не нашел возможности перенести эпюры напряжений в программу Word. Пришлось использовать программу версии 5.12., но почему-то в этой версии на экране логического анализатора не отображается на оси времени короткие импульсы, в результате на самой верхней (первой) оси времени не видно тактирующих импульсов.
На Load и Down счетчика подам постоянный, высокий уровень напряжения. На Up подам тактовые импульсы низкого уровня, в результате которых счетчик будет работать в режиме суммирования.
Уровни сигналов по времени на диаграмме даны после обнуления счетчика, то есть после подачи на вход R счетчика сигнала высокого уровня. Можно было бы ключом [В] загрузить значения нулей 0000 на счетчик путем подачи низкого уровня напряжения. При помощи таблицы проще показать значение уровней напряжений на выходе суммирующего счетчика и дешифратора.
Таблица уровней сигналов на выходе суммирующего счетчика и дешифратора.
-
QA
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
QB
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
QC
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
QD
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
3
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
4
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
5
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
6
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
7
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
5
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
При каждом тактовом импульсе сумма на выходах счетчика увеличивается на единицу по правилу двоичной арифметики. Дешифратор принимает сигналы со счетчика, каждой комбинации сигналов соответствует один выход от 0 до 15, в данном случае сигналов поступает 10. От 0 до 9.
2. Принципиальная схема вычитающего счетчика:
Схема вычитающего счетчика от суммирующего отличается, тем, что тактовые импульсы низкого уровня подаются на вход Down, а на вход Up подается постоянный, высокий уровень сигнала.
Осциллограммы напряжений на управляющем входе вычитающего счетчика, на всех его выходах и на трех соседних выходах дешифратора от 0 до 2.
Уровни сигналов по времени на диаграмме даны после обнуления счетчика, то есть после подачи на вход R счетчика сигнала высокого уровня.
При каждом тактовом импульсе сумма на выходах счетчика уменьшается на единицу по правилу двоичной арифметики. Дешифратор принимает сигналы со счетчика, каждой комбинации сигналов соответствует один выход от 0 до 9.
Таблица уровней сигналов на выходе в вычитающем счетчике и дешифраторе.
-
QA
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
QB
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
QC
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
QD
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
2
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
3
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
4
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
5
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
6
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
7
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
8
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
9
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
5. ВЫВОДЫ
В результате выполнения лабораторной работы ознакомились с работой счетчика и дешифратора. Поняли работу счетчика в режиме суммирования счетчика и вычитания.