Справочное пособие - микросхемы и их применение (1086445), страница 28
Текст из файла (страница 28)
4.41. На одном из выходов, обозначенном«>15», сигнал 1 появляется при заполнении счетчика единицами, т. е. когда он перешел в состояние с номером15. Следовательно, на этом выходе формируется сигнал переноса в следующий счетчик. На другом выходе,обозначенном «<0», сигнал появляется при заполнении счетчика нулями и является сигналом займа вследующий счетчик в режиме вычитания.Реверсивный счетчик можно построить и на Г-триггерах (рис. 4.42,а).
Как и в рассмотренном ранеесуммирующем счетчике, счетные импульсы поступают на T-вход триггера через логические элементы только втом случае, если они открыты единичными сигналами с выходов предыдущих разрядов.В счетчике на рис. 4.42,а для счетных импульсов предусмотрены два входа. Если счетчик должен работать врежиме прямого счета, импульсы следует подавать на вход «+1», в режиме обратного счета — на вход « — 1».При использовании такого счетчика в качестве реверсивного с одним источником импульсов необходимопредусмотреть внешнее устройство коммутации счетных импульсов на суммирующий «+1» либо навычитающий « — 1» входы.
Вариант такой коммутирующей приставки к счетчику приведен на рис. 4.426. Приподаче положительного импульса на S-вход RS-триггера на его прямом выходе установится единичныйуровень, который откроет элемент 1 для счетных импульсов С0. Счетчик будет работать в режиме сложения.Если подать положительный импульс на R-вход триггера, откроется для счетных импульсов элемент 2 исчетчик будет работать в режиме вычитания.Рис. 4.42.
Реверсивный счетчик на 7-триггерах:а — функциональная схема; б — схема, управляющая направлением счетаРис. 4.43. Многоразрядный счетчик с комбинированным переносомКомбинированный, т. е. параллельно-последовательный перенос применяется при построениимногоразрядных счетчиков, которые должны иметь высокое быстродействие. Функциональная схема такихсчетчиков состоит из группы триггеров, внутри каждой из которых организуется параллельный перенос, амежду группами — последовательный. В примере на рис. 4.43 счетчик состоит из четырехразрядных счетчиковс параллельным переносом. На выходе каждой группы триггеров включен элемент И, который формируетсигнал переноса в следующую группу при заполнении триггеров единицами.Рис. 4.44.
Восьмиразрядный реверсивный счетчик на микросхемах К155ИЕ7Интегральные четырехразрядные счетчики с выходами переноса и займа объединяются с использованиемэтих выходов. Например, при объединении суммирующих счетчиков необходимо соединить выход «>15»одного со счетным входом другого. При объединении реверсивных счетчиков, имеющих выходы сигналовпереноса «>15» и займа «<0», необходимо эти выходы соединить соответственно с суммирующим ивычитающим входами следующего счетчика. Пример восьмиразрядного реверсивного счетчика на двух микросхемах К155ИЕ7 приведен на рис. 4.44. Возможности указанной микросхемы допускают установку заданногоисходного состояния счетчика путем записи в него по D-входам (Di-nD.;) нужной кодовой комбинации (а0 ...
а?)при наличии разрешающего сигнала на входе Сзап. Кроме того, по шинам «Уст. О» и Уст. 1» счетчик можнозаполнить нулями или единицами. Назначение коммутирующей приставки на входе рассмотрено ранее (см. рис.4.42,6).Результат счета снимается с выходов Q1-Q8. При необходимости счетчик можно использовать для делениячисла (частоты повторения) импульсов на 16, если использовать выход «>15» первой микросхемы, и на 256,если использовать аналогичный выход второй микросхемы.4.6. СЧЕТЧИКИ-ДЕЛИТЕЛИСчетчики-делители предназначены для деления числа или частоты повторения импульсов на заданныйкоэффициент Кеч- Обычно требуемый коэффициент меньше числа состояний счетчика 2я, что обусловливаетнеобходимость исключения «лишних» состояний. Например, для построения счетчика-делителя с Kсч=10необходим четырехразрядный счетчик, число состояний которого следует уменьшить с 16 до 10 исключениемшести лишних.
Пример реализации десятичного счетчика на JK-триггерах с входной логикой приведен на рис.4.45. Счетчики-делители такого вида, построенные как счетчики с параллельным переносом, обладаютнаибольшим быстродействием, поскольку счетные импульсы поступают на все триггеры одновременно.Счетчик-делитель может быть реализован и на D-триггерах. Однако функциональная схема получаетсяболее сложной из-за большого числа дополнительных логических элементов. Поэтому для таких делителейпредпочтительнее JK-триггеры с входной логикой.Широкое применение на практике находят делители, построенные на основе счетчиков с последовательнымпереносом, в схему которых вводится обратная связь для исключения лишних состояний.
Такой счетчикработает в режиме суммирования или вычитания до некоторого состояния, задаваемого коэффициентом счетаKсч. Это состояние дешифрируется устройством, на выходе которого формируется сигнал сброса счетчика висходное нулевое состояние. Сигнал сброса по цепи обратной связи поступает на R-входы всех триггероводновременно, благодаря чему они устанавливаются в нуль.Для примера на рис. 4.46 приведен счетчик-делитель с Ксч-10.
Дешифратором служит логический элементИ. Поскольку из-за наличия на его входе опасных состязаний сигналов возможны сбои в работе счетчика, то кнему на выход добавляется RS-триггер T5, который, переключившись, сохраняет на выходе единичный уровеньдо прихода следующего счетного импульса, возвращающего триггер в нулевое состояние. Так обеспечиваетсяфункциональная надежность счетчика.Рис.
4.45. Счетчик-делитель на 10 с параллельным переносомРис. 4.46. Счетчик-делитель на 10 с устройством сбросаДешифрируемая комбинация 1010 отображает состояние счетчика с номером 10. Входы логическогоэлемента И соединены с прямыми выходами второго и четвертого разрядов счетчика, т. е. с теми триггерами,которые находятся в единичном состоянии. На вход R триггера Ть поступают счетные импульсы.
Формируемыйтриггером сигнал сброса снимается с его инверсного выхода ёЬ, поскольку установочные R-входы триггеровсчетчика инверсные.Работает счетчик-делитель следующим образом. Пусть в исходном состоянии все триггеры находятся в 0.Под действием счетных импульсов счетчик изменяет свое состояние от нулевого до десятого. При этом триггерТь находится в состоянии 0. Дешифратор и включенный на его выходе триггер при состоянии счетчика 1010вырабатывают сигнал с нулевым уровнем на выходе ф5, которым все разряды счетчика до приходаодиннадцатого счетного импульса переводятся в нулевое состояние.
Так, после десяти входных импульсовсчетчик сбрасывает накопленный результат, возвращаясь в исходное положение.Одиннадцатый импульс своим положительным перепадом переключает RS-триггер, снимая установочныйсигнал.Счетчик-делитель может быть построен и без дополнительных элементов (вентилей) [37]. Для построениябезвентильного счетчика необходимо разложить заданный коэффициент счета на сомножители, каждый изкоторых содержит целую степень числа 2 или целую степень числа 2 с добавлением единицы:где а, р, Y — целые числа 1, 2, 3, ...Примеры такого разложения для КСч = 2-20 приведены в табл.
4.12.Рассмотрим несколько примеров построения безвентильных счетчиков-делителей с использованием табл.4.12.Пример 1. Счетчик-делитель на 3.Коэффициент счета разлагается на сумму (24-1). Для его реализации требуются два JK-триггера,соединенных, как показано на рис. 4.47,а. Как следует из временных диаграмм (рис. 4.47,6), в качестве выходаделителя можно использовать выход любого из триггеров.Рис.
4.47. Безвентильный счетчик-делитель на 3: а — функциональная схема; б — временные диаграммыТаблица 4.12%сч РазложениеKсчРазложение23456789101112131415161718192010+1=2 (22+1) + 14*3=22(2+1)12+1=22(2+1) + 12*7=2 [2 (2+1) + !]14+1=2 [2 (2+1) + 1]+12416+1=22+12*9=2(23+1)+118+1 — 2(23+1) + 12.10-22(22+1)22+12222+22*3=2(2+1)64-1=2(2+1) + 1238+1=23+12-5=2 (22+1)Пример 2. Счетчик-делитель на 5.Разложение заданного коэффициента счета можно представить в виде 22+1. Для реализации такогосчетчика-делителя необходимы три JK-триггера. Его функциональная схема и временные диаграммыприведены на рис.
4.48. Два первых триггера соединяют в схему вычитающего счетчика с последовательнымпереносом, а третий подсоединяют J3-входом к Q2-выходу второго триггера, C3-входом к C1-входу, Q3-выходомк J1-входу первого триггера. На Kз-вход подают уровень логической 1. Как видно из временных диаграмм,выходом делителя может быть только выход второго триггера Q2.Рис. 4.48.
Безвентильный счетчик - делитель на 5: а — функциональная схема; б —временные диаграммыПример 3. Счетчик-делитель на 7.Разложение коэффициента счета имеет вид 2-3+1 = 2(2-}-1 ) + 1. Функциональная схема и временныедиаграммы счетчика-делителя на 7 приведены на рис. 4.49. В основе схемы счегчнк с коэффициентом (2-fl) натриггерах T2 и Т3, к ним подключают триггер TI для увеличения коэффициента счета до 6 — 2(2-fl) и затемподключают триггер T4 для увеличения коэффициента счета на единицу. Схема его подключения та же, что и врассмотренных счетчиках-делителях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
