
Метод принудительной установки разрядов в 1 (предустановка)
Смысл предустановки счетчика состоит в том, что если до разрешения счета в него было записано какое-то число, то по приходу разрешающего сигнала счет начнется с этого записанного числа, а не с 0, как в непредустановленном счетчике. Например, из счетчика по модулю 16 нужно получить счетчик по модулю 6. Для его реализации нужно исключить 16 - 6 = 10 избыточных состояний путем записи в счетчик числа 10 (1010), т.е. принудительно установить 2 и 4 разряды в1. Счет импульсов начнется с числа II (1011), а 6 импульсом счетчик обнулится. Таким образом, получили счетчик с К = 6.
ИМС К155ИЕ7 (рис. 5) представляет собой реверсивный счетчик с предустановкой. Он позволяет производить счет от 0 до 16 в режиме сложения (счетные импульсы подаются на вход "+1") и счет с 16 до 0 в режиме вычитания (счетные импульсы подаются на вход "-1"). Входы D1, D2, D3, D4 служат для предварительной записи в счетчик (предустановки счетчика) заданного числа. Вход С служит для разрешения (С = 0) или запрещения (С = 1) предварительной записи. Одновременно с разрешением предустановки происходит запрещение счета, т.к. при С = 0 счетчик не считает, а на его выходы Q1 – Q4 передается предустанавливаемое число с D1 – D4. По приходу на вход С сигнала 1 происходит запрет предварительной записи с одновременным разрешением счета поступающих на соответствующий вход счетных импульсов, начиная с предустановленного числа. Вход R служит для установки счетчика в 0 при R = 1. Во время работы счетчика R = 0, выход ≥ 15 формирует импульс перепада из 1 в 0 и обратно при достижении счетчиком максимального состояния IIII в режиме сложения.
Выход ≤ 0 формирует импульс перепада из 1 в 0 и обратно при достижении счетчиком состояния 0000 в режиме вычитания.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Задание 1. Собрать на двух ИМС KI55TM2 двоичный четырехразрядный суммирующий счетчик (рис. 1).
К выходам счетчика Q1 – Q4 подключить светодиоды БИ. (Генератор Г5-15 подготовить к работе в режиме одиночного запуска, установив амплитуду одиночного импульса Um = 3,5 В.).
а) исследовать работу счетчика в статическом режиме. Установить счетчик в нулевое состояние, подав на вход нулевой сигнал. Подавая на вход С счетчика одиночные импульсы c ГТИ, заполнить таблицу состояний счетчика (табл. 3).
Таблица 3
№ импульса на входе С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Анализируя таблицу, убедиться, что при поступлении на вход счетных импульсов, счетчик последовательно проходит 16 различных состояний от 0000 до 1111, т.е. считает до 16 в двоичной системе.
б) исследовать работу счетчика в динамическом режиме.
На вход счетчика подать импульсы с выхода 2 задающего генератора БВ. Входы коммутатора соединить: 1 - "С"; 2, 3, 4, 5 с Q1, Q2, Q3, Q4 соответственно. Зарисовать осциллограмму, отметив на ней состояния счетчика. Сопоставить с таблицей 3.
в) убедиться, что каждый разряд счетчика уменьшает в два раза частоту импульсов, поступающих на его вход. Следовательно, счетчик можно использовать как делитель частоты в 2n раза.
Задание 2. Изучение счетчиков с принудительным обнулением
а) собрать схему счетчика с принудительным обнулением по модулю 10 (рис. 3);
б) осуществить работу счетчика в динамическом режиме, подав на вход счетчика импульсы с выхода 2 задающего генератора БВ, а входы коммутатора соединить следующим образом: 1 - с "С", 2, 3, 4, 5 с Q1, Q2, Q3 и Q4 соответственно. Синхронизацию осуществить с выхода Q4;
в) зарисовать и проанализировать полученную осциллограмму;
г) предложить и реализовать на основе того же двоичного счетчика счетчики по модулю 3 и 8.
Зарисовать и проанализировать наблюдаемые осциллограммы. По полученным осциллограммам сделать вывод о возможности использования счетчиков для деления входной частоты в заданное число раз;
д) познакомиться с работой ИМС К155ИЕ5 (рис. 4). Реализовать на ИМС К155ИЕ5 счетчики по модулю 8, 16, 10. Работу счетчика контролировать по осциллограммам.
Задание 3. Изучение счетчика с принудительной установкой разрядов в I на ИМС К155ИЕ7 (рис. 5).
а) использовать ИМС К155ИЕ7 как суммирующий счетчик по модулю 16. Для этого счетные импульсы подать на вход "+1", входы D1-D4 свободны, С = 1, R = 0, "-1"= 1. На входы коммутатора подключить "+1", Q1, Q2, Q3 и Q4 ≥ 15, начиная с первого входа. Работу счетчика контролировать по осциллограммам;
б) осуществить на ИМС К155ИЕ7 суммирующий счетчик, по модулю 10. Для исключения избыточных состояний записать в счетчик число 6 (0110), т.е. подать на D1 = 0, D2= 1, D3 =1, D4 = 0. Входы R=0, "-1" = 1, на С подать импульсы с выхода ">=15", которые будут давать команду о прекращении счета и последующей предустановке счетчика снова на число 6 по окончании каждого цикла счета. Сигнал для синхронизации осциллографа снять с выхода Q4. Зарисовать и проанализировать полученные осциллограммы. Указать на них период счета и число предустановки.
в) реализовать на ИМС К155ИЕ7 вычитающий счетчик без предустановки. Входы D1-D4 свободны, С=1, R=0, "+l"=1, вход для счетных импульсов "-1". Подключите один из каналов коммутатора к выходу "≤0" и убедитесь в наличии импульса, обозначающего конец каждого счетного цикла (состояние 0000);
г) использовать ИМС К155ИЕ7 как вычитающий счетчик с предустановкой числа 6 (0110). Входы D1=0, D2=1, D3=1, D4=0, R=0, "+1" = 1, выход "≤0" соединить со входом С, счетные импульсы подавать на вход "-1". Синхронизирующий сигнал снять с выхода 5 задающего генератора.
Зарисовать и проанализировать полученные осциллограммы.