Потехин / Schyotchik
.doc
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра телевидения и управления (ТУ)
ОТЧЁТ
по лабораторной работе по дисциплине
«Информационные технологии и вычислительная техника»
СЧЕТЧИК С ДЕШИФРАТОРОМ
Выполнили: студенты гр. 1В5
_____________ Молодцов В.О.
____________ Харитонов Н.М.
______________ Шведова Д.А.
“___”________________2007 г.
Преподаватель:
_____________ Потехин В.А.
“___”______________2007 г.
2007
1 Введение
Целью данной работы является ознакомление с принципами работы счётчика с дешифратором, на микросхемах К155ИЕ7, К155ИД3 и вспомогательной схеме.
2 Описание экспериментальной установки
Принципиальная схема устройства представлена на рисунке 2.1. Она включает в себя счётчик D1, дешифратор D3, вспомогательную схему D2.
Счётчик D1 (микросхема К155 ИЕ7) – это двоичный реверсивный счётчик. Вход R – асинхронный вход установки в нулевое состояние высоким уровнем напряжения. Т. е. это вход, который служит для исполнения микрокоманды установления в ноль:
;
Входы «+1» и «–1» – счётные входы для выполнения микрооперации счёта:
;
.
Причём, при отсутствии какого-либо из управляющих сигналов на вход должен быть подан высокий уровень напряжения. При подаче на вход «+1» импульсов с генератора на выходах 1, 2, 4, 8 счётчика образуется двоичный код, соответствующий числу импульсов, пришедших на счётный вход. Т.к. счётчик четырёхразрядный, то он имеет 16 состояний:
1 0000
2 0001
3 0010
. . . . . . . .
16 1111
Когда счётчик находится в состоянии 1111, то очередной импульс на его входе «+1» переводит выходы 1, 2, 4, 8 счётчика в нулевое состояние, а на выходе «>15» появится сигнал переноса единицы из старшего разряда (низкий уровень сигнала).
Если счётчик работает на вычитание (вход «–1»), то при переходе из состояния 0000 в состояние 1111 возникает заём из старшего разряда. Это отображается появлением сигнала низкого уровня на выходе «< 0»:
Входы D1, D2, D4, D8 предназначены для записи четырёхразрядного числа в счётчик, причём, этот код записывается при поступлении на вход С сигнала низкого уровня. Т. е. в счётчике реализуется микрооперация присвоения:
,
где D – четырёхразрядный двоичный код на входах D1, D2, D4, D8.
При выполнении микрооперации установки на всех остальных входах (+1, –1) должны быть установлены высокие уровни сигнала.
Дешифратор D3 (микросхема К155ИД3) – это комбинационная схема для преобразования четырёхразрядного двоичного кода (подаётся на входы 1, 2, 4, 8) в шестнадцатиразрядный унитарный двоичный код (снимается с выходов 0 – 15).
Унитарный двоичный код – это такой код, который характерен отличием значения одного разряда от всех остальных. Выход дешифратора, имеющий отличное от других значение, называется возбужденным выходом. Дешифратор системой булевых функций:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
,
где:
– сигналы на входах управления
;
Х0 – сигнал на входе 1;
Х1 – сигнал на входе 2;
Х2 – сигнал на входе 4;
Х2 – сигнал на входе 8;
Y1 – сигнал на i-ом выходе (i = 0 + 15).
Таким образом, для «включения» дешифратора
в работу необходимо, чтобы на управляющих
входах
,
присутствовали сигналы низкого уровня.
Каждой кодовой комбинации на входах 1,
2. 4, 8 соответствует свой выход Y1,
причём возбуждённый выход принимает
низкое значение уровня сигнала.
Счётчик D1 помимо счёта выполняет ещё одну функцию – делителя входной частоты. По отношению к входной частоте f (на входах +1 и –1) частота на выходе 1 имеет значение f : 2, на выходе 2 – f : 4, на выходе 4 – f : 8, на выходе 8 – f : 16. этот счётчик может быть использован для построения делителя частоты с коэффициентом деления отличным от 2, 4, 8, 16. Это можно сделать следующим образом:
Если записать в счётчик какое-либо двоичное число N<15 (по входам D1, D2, D3, D4) и подавать импульсы с генератора на вход «+1», то до переполнения на счётчик необходимо подать 16 – N импульсов. И если при выработке каждого импульса переполнения (вход >15), в счётчик записать это же число, то, таким образом, счётчик всегда будет вести счёт от N до 15 (исключается состояние (N – 1)). Таким образом, коэффициент пересчёта счётчика окажется равным 16 – N. На рисунке 2.2 представлена схема включения счётчика, как делителя на 7 (16 – 9).
Рисунок 2.1 – Принципиальная схема счетчика с дешифратором
Рисунок 2.2 – Схема включения счётчика, как делителя на 7
В таблицах 2.1 – 2.2 приведена схема коммутации контактов счётчика с дешифратором и макета.
Таблица 2.1 – Схема коммутации входа счётчика с дешифратором и макета
|
Вход счётчика |
Тумблер |
Макет |
Плата |
|
+1 |
28 |
E1 |
J15 |
|
-1 |
26 |
E2 |
J13 |
|
D1 |
30 |
E3 |
J11 |
|
D2 |
24 |
E4 |
J9 |
|
D4 |
35 |
E5 |
J7 |
|
D8 |
37 |
E6 |
J5 |
|
C |
33 |
E7 |
J3 |
|
R |
32 |
E8 |
J1 |
|
D3(W1,W2) |
14 |
F7 |
J4 |
|
D21(1) |
38 |
F1 |
J16 |
|
D21(2) |
40 |
F2 |
J14 |
|
D21(4) |
36 |
F3 |
J12 |
|
D21(5) |
34 |
F4 |
J10 |
|
D22(1) |
44 |
F5 |
J8 |
|
Eпит=5В |
27 |
|
I47 |
|
Заземление |
2 |
|
J47 |
Таблица 2.2 – Схема коммутации выхода счётчика с дешифратором и макета
|
Выход сумматора |
Индикаторы |
Макет |
Плата |
|
A0 |
25 |
D1(8) |
I32 |
|
A1 |
16 |
D1(4) |
I30 |
|
B1 |
22 |
D1(2) |
J31 |
|
A2 |
20 |
D1(1) |
I26 |
|
A4 |
10 |
D3(1) |
I24 |
|
A5 |
8 |
D3(2) |
I22 |
|
A6 |
6 |
D3(3) |
I20 |
|
A7 |
4 |
D3(4) |
I18 |
|
C0 |
12 |
D3(5) |
I16 |
|
C1 |
9 |
D3(6) |
I14 |
|
C2 |
7 |
D3(7) |
I12 |
|
C3 |
5 |
D3(8) |
I10 |
|
C4 |
3 |
D3(9) |
I8 |
|
C5 |
11 |
D3(10) |
I6 |
|
C6 |
13 |
D3(11) |
I4 |
|
C7 |
15 |
D3(12) |
I2 |
3 Результаты работы и их анализ
В ходе данной работы исследовался счётчик с дешифратором.
Счётчик, при подаче импульсов на вход «+1» выполняет их суммирование (подсчёт) в двоичном коде:
0000, 0001, 0010, 0011, 0100, … , 1110, 1111, 0000.
Об этом свидетельствовали соответствующие индикаторы.
При подаче же импульсов на вход «–1» было очевидно, что счётчик работает на вычитание:
0000, 1111, 1110, 1101, 1100, … , 0010, 0001, 0000.
Дешифратор при выполнении суммирования (подсчёт количества импульсов на входе +1), преобразовывал четырёхразрядный двоичный код в шестнадцатиразрядный унитарный двоичный код. Т.е. при счёте от 0 до 16 мы наблюдали попеременное затухание индикаторов от 1-го до 16-го, что соответствовало низкому уровню напряжения на соответствующем выходе (это означает, что вход возбуждён). Таким образом, мы убедились, что шестнадцатиразрядный унитарный двоичный код характерен отличием значения одного разряда от всех остальных, т.е. единице в памяти счётчика (0001) соответствует возбуждение выхода дешифратора 1, двойке (0010) – возбуждение выхода 2, и т.д.
4 Вывод
В ходе выполнения работы было осуществлено знакомство с общими принципами работы счётчика с дешифратором, реализованного на микросхемах К155ИЕ7, К155ИД3 и вспомогательной схеме. Устройство было собрано методом ручной пайки на учебном макете.
Были подробно изучены принципы работы счётчика, работающего как на суммирование, так и на вычитание, также была исследована возможность использования счётчика в качестве делителя частоты. Был изучен принцип работы дешифратора, преобразовывающего четырёхразрядный двоичный код в шестнадцатиразрядный унитарный двоичный код. Была осуществлена проверка исправности устройств. Выходные данные, полученные на практике, полностью подтвердили правильность сборки и функционирования устройств.