БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ.

ИНЖЕНЕРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ.

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

Лабораторная работа №2.

Счетчики.

Выполнил

cт.гр. УИТ-31

Проверил

2003

Лабораторная работа №2.

Счетчики.

Цель работы: Знакомство с принципом работы счетчиков с различными типами переноса между разрядами. Получение навыков работы по определению временных диаграмм и составлению таблиц соответствия.

Основные понятия

Счетчик – это узел ЭВМ, который осуществляет счет и хранение кода числа подсчитанных сигналов. Внутреннее состояние счетчика характеризуется коэффициентом пересчета К, определяющим число его устойчивых состояний. Основные параметры счетчика:

-разрешающая способность - минимальное время между двумя сигналами, которые надежно фиксируются счетчиком.

-максимальное быстродействие счетчика - величина, обратная разрешающей способности и равная числу сигналов, фиксируемых счетчиком в единицу времени.

-информационная емкость - максимальное число сигналов, которые могут быть посчитаны счетчиком.

Счетчики делятся на счетчики с естественным порядком изменения состояния, в которых значение кода каждого последующего состояния отличается на 1 от предыдущего, и счетчики с произвольным изменением состояния, в этом случае значения кодов соседних сигналов могут отличаться более чем на 1. Счетчики бывают следующих типов: суммирующие, вычитающие, реверсивные. Для всех типов счетчиков может осуществляться следующие виды переноса между разрядами: последовательный, сквозной, параллельный, групповой.

2 Описание работы стенда

Учебный стенд «Счетчики» предназначен для изучения различных видов счетчиков: суммирующий, вычитающий, реверсивный, с последовательным и параллельным переносом. Стенд состоит из трех частей:

• первая часть стенда - блок общих переключателей: «Сеть», «Переключатель работы» между верхней и нижней частью стенда, «Уст. 1», «Уст. 0», «Подача импульса».

Кнопка «Сеть» подключает учебный стенд к источнику питания;

Кнопка «Переключатель работы» устанавливает режим работы стенда: в отжатом положении в работе находится верхняя часть стенда, в нажатом положении – нижняя часть стенда;

Кнопки «Уст. 1» и «Уст. 0» устанавливает все разряды счетчиков соответственно в единичное и нулевое состояние;

Кнопка «Подача импульсов» служит для подачи управляющих командных импульсов на счетные входы счетчиков.

• Вторая (верхняя) часть стенда содержит четырехразрядный счетчик, реализованный на универсальных JK триггерах, перестраиваемый с помощью переключателей S2 и S3. Переключатель S2 предназначен для переключения счетчика из суммирующего в вычитающий режим работы. Переключатель S3 предназначен для преобразования переноса – из параллельного в последовательный. При работе счетчика с параллельным переносом между разрядами отсутствует вычитающий режим работы счетчика.

Рассмотрим работу данной части стенда в режиме суммирующего счетчика с последовательным переносом. Подавая импульсы с помощью кнопки SВ2 на вход синхронизации первого триггера DD2, наблюдаем сложение каждого последующего импульса с накопленным значением, что отражается на светодиодах HL2, HL4, HL6, HL9. Передача сигнала происходит через контакты переключателей S2 и S3 с выходов предыдущих триггеров на входы синхронизации С последующих триггеров.

• Третья (нижняя) часть стенда содержит более сложный реверсивный счетчик с последовательно – параллельным переносом, перестраиваемый с помощью переключателей S4, S1 и S5.

Переключатель S4 предназначен для перестройки счетчика из последовательного в параллельный, что достигается коммутацией прямого выхода предыдущего триггера и схемой реверсивного суммирования- вычитания, выполненной на логических элементах 2И – ИЛИ и 2И – НЕ.

Переключатель S5 предназначен для установки в счетчике суммирующего или вычитающего режима. В суммирующем режиме на S1.1. присутствует логическая единица, разрешающая реверсивное суммирование в режиме параллельного переноса. В вычитающем режиме логическая единица, разрешающая реверсивное вычитание в режиме параллельного переноса, присутствует на S1.2.

Работа счетчика в режиме суммирующего с параллельным переносом происходит следующим образом: при подаче импульсов (кнопка SВ1) на входы синхронизации триггеров DD3, DD7, DD11, DD14, происходит суммирование каждого импульса с накопленным значением, что отражается на светодиодах HL3, HL5, HL7, HL8. Передача сигнала происходит через схему реверсивного суммирования, выполненного на микросхемах DD3 и DD9, а также контакты переключателя S4 на счетные входы J и K последующих триггеров. Реверс осуществляется переключателем S5.