Счетчики с произвольным коэффициентом счета

Размещено на http://www.allbest.ru/

.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Счетчики с произвольным коэффициентом счета

2. Синтез счетчика с произвольным коэффициентом счета

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Счётчик -- устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

Основной параметр счётчика -- модуль счёта -- максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Счётчики классифицируют:

- по числу устойчивых состояний триггеров

- на двоичных триггерах

- на троичных триггерах^[1]

- на n-ичных триггерах

- по модулю счёта:

- двоично-десятичные (декада);

- двоичные;

- с произвольным постоянным модулем счёта;

- с переменным модулем счёта;

- по направлению счёта:

- суммирующие;

- вычитающие;

- реверсивные;

- по способу формирования внутренних связей:

- с последовательным переносом;

- с ускоренным переносом;

- с параллельным ускоренным переносом;

- со сквозным ускоренным переносом;

- с комбинированным переносом;

- кольцевые;

- по способу переключения триггера:

- синхронные;

- асинхронные;

- счётчик Джонсона

УГО счетчика:

Условные графические обозначения счетчиков К155ИЕ1 и К155ИБ2

1. СЧЕТЧИКИ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ СЧЕТА

Принцип построения подобного класса счетных устройств состоит в исключении нескольких состояний обычного двоичного счетчика, являющихся избыточными для счетчиков с коэффициентом пересчета, отличающимися от двоичных. При этом избыточные состояния исключаются с помощью обратных связей внутри счетчика.

Число избыточных состояний для любого счетчика определяется из следующего выражения:

М = 2^m - К_сч,

где М - число запрещенных состояний, К_сч - требуемый коэффициент счета; 2^m - число устойчивых состояний двоичного счетчика.

Задача синтеза счетчика с произвольным коэффициентом счета заключается в определении необходимых обратных связей и минимизации их числа. Требуемое количество триггеров определяется из выражения

n= [log₂ К_сч],

где [log₂ К_сч] - двоичный логарифм заданного коэффициента пересчета К_сч, округленный до ближайшего целого числа.

В каждом отдельном случае приходится применять какие-то конкретные методы получения требуемого коэффициента пересчета. Существует несколько методов получения счетчиков с заданным коэффициентом пересчета К_сч. Один их этих методов заключается в немедленном сбросе в “0” счетчика, установившегося в комбинацию, соответствующему числу К_сч. Его называют также методом автосброса. Рассмотрим пример реализации счетчика с К_сч=10 методом автосброса. Очевидно, что “сбрасывая” двоичный четырехразрядный счетчик на нуль каждый раз, когда он будет принимать состояние 1010, можно обеспечить”возврат” счетчика в исходное состояние после каждых десяти импульсов. Подобный прием удобно применять при использовании счетчиков в интегральном исполнении, имеющих ячейки конъюнкции (И) на входах установки в нуль, как это сделано в микросхеме К1533ИЕ5. В данном примере (рис. 3.37) организованы соединения, обеспечивающие коэффициент пересчета К_сч =10.

Как следует из рис. 3.37, роль ячейки, выявляющей факт достижения кодовой комбинации 1010 на выходах счетчика, играет ячейка И, уже имеющаяся на входе сброса ИМС К1533ИЕ5.

В таблице 3.1 поясняются конфигурации соединений для получения различных коэффициентов пересчета с помощью счетчика К1533ИЕ5. Наиболее очевидные варианты получения коэффициентов (2, 4, 8, 16 ) в таблице не указаны. В графе “Соединения” таблицы указано, какие выводы микросхемы должны быть соединены между собой: например, указание 1-12 означает, что нужно соединить вывод 1 с выводом 12. В строках “Ввод” и “Выход” таблицы указаны номера выводов микросхемы, на которые следует подавать входные импульсы и с которых надлежит снимать выходные, соответственно. Следует отметить, что ИМС К1533ИЕ5 состоит из четырех счетных триггеров, один из которых имеет раздельные выводы входа и выхода, а остальные три триггера соединены последовательно по схеме асинхронного счетчика.

2. СИНТЕЗ СЧЕТЧИКА С ПРОИЗВОЛЬНЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ СЧЕТА

Один из методов проектирования счетчиков с заданным коэффициентом счета заключается в построении таблицы переходов, в первых столбцах которых будут отражены текущие состояния триггеров счетчика, а в последующих - следующие за ними состояния. Анализ таблицы позволяет установить те переходы, которые должны быть “сделаны” триггерами, входящими в состав счетчика. Затем с помощью управляющей таблицы соответствующего триггера находятся значения логических функций на управляющих входах триггеров, позволяющие осуществить эти переходы.

Рассмотрим пример синтеза синхронного двоично-десятичного счетчика на базе JK-триггеров. На рис. 3.38 показан граф, поясняющий последовательность переходов десятичного счетчика.

счетчик импульс произвольный проектирование

На рис.3.39 приведены карты Карно для логических функций, которым должны соответствовать сигналы, присутствующие на управляющих входах триггеров ( нулевые значения функций в клетки карты Карно не записаны).

После упрощения с помощью карт Карно полученные логические выражения, используемые для управления входами “J” и “К”, выглядят

J₄ = Q₁ Q₂ Q₃ ; K₄ = Q₁

J₃ = Q₁ Q₂; K₃ = Q₁ Q₂;

J₂ = K₂ = Q₁

Просмотр столбцов J₁ и К₁ показывает, что все значения либо ““, либо “1”. Так как безразличные состояния могут также участвовать в процессе упрощения, то все клетки карты Карно для J₁ и К₁ оказываются заполненными символами ““, “1” и ““. Следовательно,

J₁ = K₁ = 1

Если счетчик из-за какой-либо неисправности окажется в одном из запрещенных (неиспользуемых) состояний, то его работа может быть прервана специальным сигналом и также может быть подан сигнал тревоги о неисправности в схеме счетчика. Обнаружить это позволяет схема, реализующая выражение, описывающее функцию неиспользуемых состояний

f_н = Q₂ Q₄ + Q₃ Q₄ .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Счетчиком называют устройство, предназначенное для подсчёта числа импульсов поданных на вход.

А принцип построения счетчика с произвольным коэффициентом счета состоит в исключении нескольких состояний обычного двоичного счетчика, являющихся избыточными для счетчиков с коэффициентом пересчета, отличающимися от двоичных.

Размещено на Allbest.ru