Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 2. Проектирование устройств на цифровых ИС (1987) (1092082), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Если один из пары входов тто и 17з удерживает сигнал низкого уровня, то счетчик находится в режиме счета. Для счетчиков микросхем 92-й и 93-й серий на рис. 4.27 приведены также таблицы состояний в режиме возврата и счета. Из таблицы видно, что возврат в положение 0 происходит, когда оба входа )та получают сигнал высокого уровня. Из асинхронных счетчиков ТТЛ серии 90 легко собрать счетные цепи.
Для этого выходы разрядов А соединяются с входами В. В такой цепочке вход А служит для ввода тактовых имюульсов, а сигналы деления получают с выходов Ял, Яи, Яо 26! Счетчики и делители частить~ и Яа В случае каскадного соединения ИС выход Яа одного делителя соединяется с входом А следующего. Можно также реализовать деление с другими коэффициентами. Для этого на входы 1ча счетчика надо подавать извне специально сформированные комбинации сигналов. Так, например, делитель на 16 можно превратить в делитель на 10, если выходы Яа и Яа соединить с указанными выше входами сброса.
Тогда из состояния 10 счетчик перейдет в состояние О. Здесь следует иметь в виду, что в этой ситуации счетчик только на мгновение переходит в положение 10, после чего сразу же возвращается в положение О. Сигнал на выходе В представляет собой очень короткий импульс. Это следует учитывать при использовании сигналов счетчика в логических схемах. Что касается сигнала О, то он увеличивает свою длительность, но пиковый выброс на нем не появляется. Поэтому сигналы с выхода Я можно без всякого опасения использовать в каскадных схемах для подачи на следующий каскад. Асинхронные счетчики 90-й серии могут работать до частот 42 МГц (трнггеры А). Максимальная частота счета делителей на 5 (В, С и В) составляет 20 МГц.
4.13. Синхронные счетчики ТТЛ Из множества существующих микросхем мы выбрали для рассмотрения два типа: 160-й и 190-й серии. В счетчиках обоих типов используется предустановка, а выходы характеризуются подготовленным переносом. Счетчики 190-й серии предназначены для работы в прямом и обратном режимах. На рис.
4.28 приведена временная диаграмма декадного счетчика 160-й серии. В состояние 0 счетчик сбрасывается спадающим фронтом импульса. В этом состоянии он остается до появления тактового импульса. Таким образом сброс счетчика в нулевое положение синхронизуется. Перед сбросом счетчики до определенного состояния загружаются по командам датчика тактовых сигналов, что видно на временной диаграмме.
Счетчик вступает в режим счета на нарастающем фронте тактового импульса, первого послезагрузки. Счетчики 160-й серии имеют по одному входу разрешения Р н разрешения синхронизации Т, на которые в режиме счета поступает сигнал высокого уровня. Если на одном из них сигнал низкого уровня, то процесс счета блокируется. При каскадировании счетчиков эти входы используются для подачи сигналов разрешения на следующий разряд с подготовленным переносом. Подробно об этом речь шла в предыдущих разделах.
Из временнбй диаграммы видно также, каким будет ожидаемый перенос при достижении счетчиком числа 9. При десятичном Глава 4 (7наелгна Ваерувна вг В д с с г Танлюдые Хенлулбебг /(тереаденае Р Ранреадел ае Т Ы д!— ! 0 0 1 0 О ав— Веда одбд О 0 О 0 О 1 0 0 О Ясинхоаннбдй Ф од ГПСО) нннрнн- нсн едисгна 7 В 9 0 1 6 д Пред- Счет Слюн нста- нодна д(синхроннае одистна Рис. 4.28. Временнйя диаграмма десятичного счетчика с предустановкой БХ74160Л (741.6!60А) нлн 8Х74162А (741.3162Л), Счетчики серии !бе — асинхронные; счетчики серии !ба — синхронные; счетчики серий !б!А в !бЗА — двоичные.
исчислении для счетчиков по модулю 16 таким числом будет15. Таким образом, видим, что выход асинхронного переноса получает сигнал высокого уровня. Этот сигнал дает разрешениеследующим каскадам деления. На рис. 4.29 показан пример каскадирования счетчиков 160-й серии, позволяющего значительно увеличить число разрядов. Видно, что первому разряду разрешение дают ключевые элементы И(Р) и И(Т), которые для этого должны иметь сигналы высокого уровня.
Следующий разряд получает разрешение от сигнала переноса из предшествующего разряда. Это подтверждается тем, что каждый раз, когда разряд 1 достигает по- 3 К Р 6 й~ о Ю а ~О Б о В;( Ф3 о к 3 о ФЪ К Ф $ н Ю Ъ Гдово 4 .7агрузна В Г+ — 7( ВхйгУоу данных с Г-! — т~ Таеотооаге игюулосы То Влив/Валери ! раорегие- иие 7 0 7 О 7 7о О 7 О о о о о О О О 7 о о ! о о о о о о о о ! о о !! 7! 'о О 7 7 О 777аесу771Гин, АсинхронНЫЕ иНЛУЛаа77- у 7! В 0 нре ой оуеог Поврувеи о о в йориоглый ОГЕЛ7 Рис.
4.30. Времеииая диаграмма десятичного реверс77вного счетчика 15)з)74190/741.5190). Загрузка даончно-даснткчным кодам чнсаа 7. ложения 9, разряд 2 по команде тактового импульса увеличивает число на единицу. В следующих разрядах ключевой элемент И(Р) также управляется сигналом с выхода асинхронного переноса первого разряда, а входные ключевые элементы И(Т) — сигналами выхода асинхронного переноса предшествующего разряда. Схема построена так для того, чтобы подготовленный перенос передавался по цепочке счетчиков с минимальной временнбй задержкой.
Коэффициенты деления 10 и 16 можно изменить, если использовать предустановку. Для этого на входы предустановки подаются сигналы, изменяющие коэффициент деления. Так, например, чтобы из коэффициента деления 10 получить коэффициент 6, на указанные входы должны быть поданы двоичные дополнения 1Π— 6=4. Предустановка осуществляется на тактовом импульсе, так что положение 4 полу- Счетчики и делители частоты чает приоритет. Таким образом, на новый коэффициент деления 6 пепеходят все остальные счетчики цепочки. Счетчики микросхем 190-й серии (190-я серия предназначена для работы по двончно-десятичному коду, 191-я — по двоичному) тоже синхронные (прямого и обратного счета).
Загрузка предустановки синхронизуется нарастающим фронтом тактовых импульсов. Разрешение дает сигнал низкого уровня на разрешающем входе, что видно на временнбй диаграмме на рис. 4.30. Направление счета определяет сигнал на входе /ус. прн сигнале низкого уровня счет прямой, при сигнале высокого уровня обратный. В каскадных схемах счетчики этой серии при работе используют два дополнительных сигнала: Макс./мин. и асинхронный тактовый.
Первый из ннх в положении счета 9 и 0 и в присутствии тактового импульса имеет высокий уровень, второй сигнал в течение второй половины тактового импульса и при переходе от 9 к 0 или от 0 к 9 — низкий. Нарастающий фронт так. тового импульса дает разрешение следующему разряду счетчика, сохраняя низкий уровень сигнала на разрешающих входах. Вход асинхронного тактового сигнала можно соединить с вхо-~ дами разрешения, благодаря чему они освобождаются в течение второй половины положения 9. При очередном тактовом импульсе ближайший следующий разряд повышает число на единицу.
При таком решении схемы счетчик синхронизуется тактовыми сигналами. На рис. 4.31,а приведена схема каскадированного десятичного счетчика 74Е3190. Для получения нужной полярности у сигналов очистки следующих разрядов сигналы Макс./Мин. инвертируются. Для синхронизации используются тактовые сигналы Тс, которые подаются на входы синхронизации. Максимальная частота счетчиков 160-й серии составляет 32 МГц; счетчики типа 5 этой серии работают до частоты 70 МГц,' а счетчики серии 190 — до 25 МГц. Быстродействующих счетчиков этой серии нет. Счетчики 196-й и 197-й серий работают до 50 МГц, а их разновидность 5 — до 100 МГц. На рис. 4.31, б приведена схема десятичного счетчика 7413190 с условными обозначениями по системе МЭК. По обозначениям (буквам н цифрам) видно, что счетчик синхронизуется тактовыми импульсами (С1), когда на входе М4 сигнал высокого уровня, а на элементе ИЗ вЂ” низкого.
Если на входе М2 уровень сигнала низкий, счетчик работает в режиме прямого счета, а если уровень сигнала высокий, счетчик работает в режиме обратного счета. При сигнале низкого уровня загрузка на входе М4 параллельная (4РЙ), осуществляемая через входы преднабора и сброса триггера. На выводе 12 счетчик выдает импульс переноса, который при обратном счете появляется при значении О (СТ2=0), а при прямом — при значении 9 (СТ2=9), Кроме к йЙ ж 5 с> Ц~ в о ;Й 3 о 3~ И Ф~ ~щ а~ Ык Ф5~.
~в ВЫЕМ 1 ~Ф, нд ~ 62 «~~ ща.щ 6 ~ В до ойдо щ с м д В о~ ~» ав алло Ф ~ й'~а а ~зй М к ~~-3 О 3 а~ ~а' Ь6 Ф,ф о а ' ~' д о о к М И ОЗ с3 ~М 9 еИ Ю а М31 Ъ ф ° ф ~~ $ Ф~ ~ь~~ ~ ~а и 1ч+ « ф~ф~~л~ з ь в 3 о ь ь о' м ь о о й~ о~ ь 3 ь в о ь о' ь о й( 3 „й 3 о ь ь о' о' ь о о $$ ь ь М ь 3 ~[ $$ $ $ ььо о о о. о ь ° ь ь о о л о о а ь х о ь ь 1 о о ь ь о о о о о$ о ь 3 л $ ох ь ь $ о ь $ о $ С ь ь ь о * х й ь в с ь о о, х ь ь о л л л л ь о$ $ оо $о ь ь' с $о $о Ф $о $о $ 3: $о С$ $о $о $' к и аа о' $ в 3 ь ь ( о ь О, х в ь 3 $ зч 3 З о о' о' ь ь $ ь в в о $$ $,ь 636 ь ь ь о' ь о' ь ь ь о во ь ь ь $о $о о $о о$ о $о $о О$ й о$$о 3 1 1 $' ь' 'о $ $- $- 3 в ь в ь ",~оь зол ь ь о о' о' о' о$ ь ы ооо ~:( ~:~ й:~ Ю л- л Я ь л л л ь л л л » ь З * ь ьоь ь „ь ь за о ь о 3 о"'$ $" 3 о ь $ ь ° о оЗь охало о ь $ о о а ь $ ь о ох 2 ьоаоь: х ~ а о $$ ь ь О ь о 5333 ььйз ° вол~о ь ь ьь Ьо ь аь ооой» а а ,ь„ьь оььЗ йЗЬйх ооо$ аа.оф 11!1! о о-л ° Стнвднртныа тнп ьа-тнп Выполняемые функцнн 7465290 74Е5293 Десятичный счетчик по модулям 2, 6 с перекрестными выводами Двоичный четырехразрядиый счетчик по модулям 2, 8 с перекрестными выводами Двойной лесятичиый счетчик по модулям 2, 6 с перекрестными выводами Двойной четырехразрядиый счетчик с перекрестными выводами Двойной десятичный счетчик с перекрестными выводами Синхронный десятичный реверсивиый счетчик Синхронный двоичный четырехразрядный реверснвный счетчик , Синхронный десятичный счетчнк/регистр с мультиплексными трехстабвльиыми выходеми, прямая очистка Синхронный двоичный четырехразрядиый счетчик/регистр с мультиплексиыми трехстабильиыми выходами, прямая очистка Синхронный десятичный счетчик/регистр о мультиплексиыми трехста.
бильиыми выходами, синхронная очистка Синхронный двоичный счетчик/регистр и мультяплексными трехстабильиыми выходами, синхронная очистка Синхронный реверсивиый десятичный счетчик(регистр с мультиплексиыми трехстабильиыми выходами, пряман очистка Синхронный реверсивиый двоичный счетчик/регистр с мультиплексиыми трехстабильиыми выходами, прямая очистка 5Х74290 5г/74293 74Е5390 5г/74390 74Е5393 74Е5490 7415668 74Е5669 74Е5690 57474393 5М74490 74/.569! 74Е5692 7415693 741.5696 741.5697 Таблица 4.4. Счетчики и делители ТТЛ серий 200 — 600 Счетчики и делители частоты Продолжение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
