7

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ТОМСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

(ТУСУР)

Кафедра телевидения и управления

ДЕСЯТИЧНЫЙ СЧЕТЧИК

ОТЧЕТ

по лабораторной работе по курсу микроэлектроника

Преподаватель: Студенты гр. ПрЭ 363-18:

________ В.А. Потехин ________ Е.Д.Цветкова

__________2005г. ________ К.Ю. Моругина

13 мая 2005г.

Новый Уренгой

2005

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………….2

1.ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ…………………………...…2

2.ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ДЕСЯТИЧНОГО СЧЕТЧИКА……………………………….4

ВЫВОДЫ……………………………………………………………………………………….5

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: ознакомление с принципом работы десятичного счетчика.

Счетчик – это цифровое устройство, осуществляющее счет числа появлений на счетном входе устройства сигналов высокого или низкого логического уровня. Микрооперация счета заключается в изменении числа N в счетчике на 1.Счетчик, в котором выполняется микрооперация счета N=N+1, называется суммирующим, а счетчик, реализующий микрооперацию N=N1, – вычитающим. Счетчик называют реверсивным, если он имеет возможность реализовать обе операции. Счетчик, образованный цепочкой из n триггеров, может однозначно подсчитать в двоичном коде N2ⁿ импульсов. Число n определяется количеством разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счетчик. Число К_СЧ=2ⁿ называют коэффициентом счета. Таким образом, счетчик представляет собой логическое устройство последовательного типа, в котором новое состояние определяется предыдущим состоянием и значением логической переменной на входе.

Для представления чисел в счетчике может использоваться двоичная или двоично-десятичная системы счисления. Причем цифры двоичных разрядов числа определяются, как правило, соответствующими уровнями (лог. 0 или лог. 1) на прямых выходах триггеров. Младшие разряды счетчика относятся ко входным триггерам счетчика, а старшие – к выходным.

Счетчики реализуются на Т-триггерах, а также на универсальных

JK-триггерах.

Символом счетчиков на схемах служат буквы СТ (от англ. Counter– счетчик).При необходимости после символа проставляют число, характеризующее модуль счета (например, 2, 2/5, 2/6, 2/10). В обозначениях микросхем (МСХ) символом счетчика служат буквы ИЕ.

1. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

В данной лабораторной работе исследуется принцип работы десятичного счетчика.

Функциональная схема двоично-десятичного счетчика, выполненного на JK-триггерах и работающего с естественными весами кодов 8-4-2-1, изображена на рисунке.1.2.Графическое изображение счетчика приведено на рисунке 1.1.

Рис.1.1 – Графическое

изображение счетчика

Рис. 1.2– Функциональная схема двоично-десятичного счетчика

В исходное состояние счетчик приводится импульсом начальной установки У0 низкого уровня, подаваемого, на входы R триггеров. Тактовые импульсы подаются на вход С первого триггера, находящегося в счетном режиме, поскольку на его входах управления J₁ K₁ установлена лог.1. С прямого выхода первого триггера импульсы подаются на счетные входы второго и четвертого триггеров.

Рис.1.3─ Схема десятичного счетчика, собранная в EWB 5.12

Рис 1.4─ Временные диаграммы десятичного счетчика согласно показаниям логического анализатора

Рис.1.5─ Схема десятичного счетчика, собранная на Digital ICs 74113 (зарубежный аналог российской МСХ)

2.ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ДЕСЯТИЧНОГО СЧЕТЧИКА

При поступлении на вход счетчика первых восьми импульсов декада работает как обычный двоичный суммирующий счетчик. Это объясняется тем, что второй триггер также находится в «режиме деления на два», так как J2=K2 =1. На входе К2 второго триггера постоянно установлен высокий уро­вень напряжения U¹, а на входе J2 вплоть до прихода восьмого импульса уро­вень лог. 1 подается с инверсного выхода Q4 четвертого триггера. Третий триггер работает в режиме «деления частоты на два» (J3 =K₃ = Q2). Четвертый триггер находится в режиме управления нулем (J₄ = О, К4=1) и вплоть до вось­мого на тактирующие импульсы не реагирует.

К моменту поступления восьмого импульса на входах J4&J4 четвертого триггера устанавливаются уровни лог.1 (J4=K4 =1), и триггер переходит в счетный режим. Восьмой импульс выключит первый, второй и третий, а четвертый триггер переведет в единичное состояние, в результате чего на инверсном выходе Q₄ установится низкий уровень напряжения. Уровень лог. 0 по цепи обратной связи поступит на вход J2 второго триггера и переведет его в режим управления нулем.

Девятый импульс включает первый триггер, десятый импульс выключает его и одновременно перепад 1/0 с выхода первого триггера выключает четвертый триггер, т.к. на его входах J₄ установились уровни низкого напряжения и он перешел в режим управления нулем (J4 = 0, К4 = 1).

ВЫВОДЫ

При выполнении данной лабораторной работы мы ознакомились с принципом действия десятичного счетчика. Научились анализировать цифровые МСХ и находить им зарубежные аналоги. Работали с цифровыми устройствами такими как, JK─ триггеры и логическими ячейками (лог. И). По построенной схеме были сняты эпюры на низких и высоких частотах с помощью логического анализатора.

Эти умения помогут нам в дальнейшем при построении новых цифровых МСХ.