4.3 Выбор генератора тактовых импульсов

По условию выходной сигнал имеет следующую форму:

U_вых=U_mt/T, t<T/4

U_вых=U_m, T/4<t<3T/4

U_вых= - U_m(t-T)/T, 3T/4<t<T

где U_m=10В, T=0,1c. dU(U_m)=0,05%.

Выходной сигнал линейно возрастает от 0 до U_max первую четверть периода, после две четверти времени остается неизменным, а затем четвертую четверть периода линейно убывает от U_max до 0. Таким образом, счетчик будет работать первую четверть периода на сложение, две четверти периода будит небольшая задержка, а четвертую – на вычитание. Значит, частота тактового генератора равна:

F_Т.Г.=N/(T/4)

F_Т.Г.=4096/(0,1/4)

F_Т.Г.=163840 Гц.

В качестве тактового генератора выбираем схему автогенератора, выполненного на двух инверторах и одной времязадающей цепи, состоящей из кварцевого резонатора и резистора. (рисунок 5).

Рисунок 5 – Схема автогенератора

Частота генератора определяется резонансной частотой кварцевого резонатора. Поскольку кварцевый резонатор с частотой 163840 Гц не существует, используем резонатор на частоту 8192000 Гц и затем разделим полученную частоту на 50 с помощью счетчика.

Для получения коэффициента деления частоты 50 используем микросхему К561ИЕ8 (рисунок 6). Микросхема представляет собой десятичный счетчик делитель. Содержит 194 интегральных элемента.

Рисунок 6 – Условное графическое обозначение К561ИЕ8

Назначение выводов: 1 – выход 5; 2 – выход 1; 3 – выход 0; 4 – выход 2; 5 – выход 6; 6 – выход 7; 7 – выход 3; 8 – общий; 9 – выход 8; 10 – выход 4; 11 – выход 9; 12 – выход переноса P; 13 – тактовый вход С2; 14 – тактовый вход С1; 15 – вход установки нуля R; 16 – напряжение питания.

Таблица 2 – Таблица истинности микросхемы К561ИЕ8

Логические уровни входных сигналов			Действие
R	C1	C2
1 0 0 0 0 0 0	Х 1 0 Х 1	Х 0 Х 1 0	0=В P=B 1÷9=H Счёт Счёт Нет счёта Нет счёта Нет счёта Нет счёта

Для получения требуемого коэффициента деления соединяем два счётчика последовательно, что помогает нам получить частоту 163840 Гц.

4.4 Выбор двоичного счетчика

Для получения требуемой формы сигнала необходимо построить 12-разрядный двоичный реверсивный счетчик.

Из справочника выбираем 4-разрядный счетчик К555ИЕ13. Микросхема представляет собой четырёхразрядный параллельный реверсивный двоичный счетчик, выполненный на JK – триггерах. Содержит 406 интегральных элементов. Чтобы получить 12-разрядный счетчик соединяем 3 ИС К555ИЕ13 каскадно. Счетчик К555ИЕ13 работает в режиме суммирования и вычитания, а также в режиме записи (предварительной установки) числа. Счетные импульсы подаются на вход C. При достижении счетчиком минимального (0) либо максимального (16) значения на выводе OF появляется лог. 1. После следующего счетного импульса на выходе переноса CR появляется импульс. У данной микросхемы отсутствует вход обнуления (сброса). Однако этого можно достигнуть, загружая в счетчик число 0000 и на вход разрешения предустановки ED подавая логическую единицу. Диаграммы работы счетчика приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Диаграммы работы счетчика

В каскадном соединении сигнал с выходов CR и OF первого счетчика с помощью логических элементов подается на счетный вход второго. После объединения микросхем они будут представлять собой один 12-разрядный двоичный реверсивный счетчик.