Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Задача о последовательпостп импульсов. десхчнпа вьход 1 >а >т 1» 1> 1> 1> 1 все 0 1 1 0 0 1 1 0 1 О О 1 0 0 О 1 О 1 О ххо 0 0 1 1 0 0 1 Рпс. 6.22. Задача о последовательпостп пмпульсов. ходится 4-разрядный фиксатор 7475 в каждый момент времени (от 1, до г„; см. рис. 6.22)? 27. Какая 4-разрядная двоичная комбина- ция имеется на выходах 4-разрядного фиксатора 7475 в каждый момент времени (от г, до 1„см. рнс. 6.22)? Ответы к заданиям для самопроверки 1.
НИЗКИЙ 2. Импульс установка О хранение установка 1 хранение запрещенное состояние установка 1 » » » » » а- установка О е — 284 мя прохождения каждого так гового импульса из последовательности импульсов, приведенной на рис. 6.21? 26. В каком режиме на- 3. Импульс » » » » » 4. ВЫСОКИЙ 5. Импульс О О 1 1 1 1 ГЛАВА 6 хранение >> >> >) )> >> установка 1 хранение установка О запрещенное состояние О О с— е— Х- а— Ь— >> » Импульс >> » >> >> >> Импульс 1 1 О с— Г(— е— » 1 асинхронная установка О (или >> » >> >> » Импульс >> » >> >> >> Импульс Ь— с— )1- е— Х- а- Ь- се— Х- а- очистка) установка 1 установка О асинхронная установка 1 (или пред- установка) запрещенное состояние асинхронная установка О (или очистка) О 1 О ! 1 О асинхронная установка 1 (или предустановка) Ь вЂ” переключение с- установка ! )(- асинхронная установка О (или очистка) е- переключение )' — хранение у — установка О Ь- переключе- ние 1О.
Импульс а — 1 >> Ь- О >> с- 1 » Л вЂ” О >> е — 1 >> 1 » у- О >> Ь- 1 !1. Д (прямых) !2. НИЗКИЙ 13. Не оказывает никакого влияния на состояния выходов 14. Фиксатором 15. НИЗКОГО; ВЫСОКОМУ 1б. ВЪ|СОКОГО; НИЗКОМУ 17. Управляемых по фронту или срезу тактового импульса 18. Ведун)ий))ведомый Глава 7 Счетчики 7.1.
Счетчики со сквозным переносом Процедуры, двоичного и десятичного счета иллюстрируются в таблице на рис. 7.1. Используя только 4 двоичных разряда (!7, С, В и А), мы можем считать от 0000 до 1111 (от 0 до 15 в десятичной системе). Столбец А таблицы соответствует двоичному разряду единиц или самой младшей значащей цифре. Обычно используется термин «самый младший разряд» (СМР). Столбец В соответствует двоичному разряду восьмерок или старшей значащей цифре. Обычно используется термин «самый старший разряд» (ССР).
Обратите внимание, что в столбце единиц цифры изменяются наиболее часто. Если нам нужен счетчик, который считает от 0000 до 1111 (в двоичной системе), у него должно быть 16 различных выходных состояний. Такой счетчик называется счетчиком ло модулю 16. Модуль счетчика-это число различных состояний, через,ко76рые йрохбддйт счетчик" в' про'- цессе одйого полного цикла счета. Функцйональная схема счетчика по модулю 16, составленного из четырех УК-триггеров, показана на рис. 7.2,а.
Каждый ЗК-триггер работает в режиме переключения (1 = = К = 1). Пусть в начальный момент состояния выходов счетчика соответствуют двоичному числу 0000 (счетчик очищен). При поступлении тактового импульса 1 на синхронизирующий вход (СЕК) триггера Т! этот триггер переключается (при прохождении среза импульса) и на индикаторе появляется двоичное число 0001. Тактовый импульс 2 возвращает триггер Т! в исходное состояние 0 (Я=О), что в свою очередь приводит к переключению триггера Т2 в состояние 1 (Я =1). На индикаторе появляется число 0010. Счет продолжается:уйроз сигнала на выходе каждого триг- С й л й р рад Самый старший раз- рад Счетчик ио модулю Гй Модуль счетчика Почти каждая сложная цифровая система содержит несколько счеуичиков.
Назначение счетчика очевилно: это подсчет числа некоторых событий или временных интервалов, либо упорядочение собьпий в хронологической последОвательнОсти, КРОме ТОГО, счетчики МОГут выполнять и не столь Очевидные функции: их, например„можно использовать для адресации, в качестве дел~телей частоты и элементов памяти. В данной главе рассматриваются некоторые типы счетчиков н нх применение. Цифровую схему, выполняющую функцию счета, можно собрать из триперов.
В связи с очень широким применением таких схем фирмы-изготовители выпускают счетчики в виде монолизных ИС. глава 7 Рас. 7.1. Счетааа аоследоаательаость дла счетчика ао модулю 16. гера запускает следующий триггер. Возвращаясь к таблице на'риС: 7Х, мы видим, что цифры (1 или О) в столбце А (единиц) изменяются на каждом этапе счета. Другими словами, триггер Т1 переключается с приходом каждого нового тактового импульса. Как видно из столбца В, триггер Т2 переключается в 2 раза реже триггера Т1. Вообще каждый более старший разряд в таблице на рис. 7.1 «переключается» в 2 раза реже предыдущего.
Работу счетчика по модулю 1б в процессе счета до 10 (двоичное число 1010) иллюстрируют временные диаграммы на рис. 7.2,б. Синхронизируюшему входу соответствуег самая верхняя диаграмма. Диаграммы для выходов Д триггеров Т1, Т2, Т3, Т4 приведены ниже. Под диаграммами указаны двоичные числа, соответствующие различным состояниям счетчика. Обратите особое внимание на вертикальные линии на рис. 7.2,б. Они показывают, что тактовые импутуьсзя запускают тольхо триггер Т1, триггер Т! запускает триггер Т2, триггер Т2 запускает триггер ТЗ и т.д.
Поскольку каждый триггер воздействует только на один (следующий за ним) триггер, то для переключения всех триггеров необходимо некоторое время. Например, в точке а на импульсе 8 (рис. 7.2, б) тактовый импульс запускает триггер Т1, вызывая его переключение в состояние О.
счетчики !о5 сск о А т1а Т2 О Выкоды тз а Т4 О Двоичный счет в Рис. 7.2. Счетчик по модулю 16. а . логическая схема; б . временная лиатзтимма. Счсччнк со скввх- иым переносом Это в свою очередь приводит к переключению триггера Т2 из состояния 1 в состояние О. Затем точно так же переключается триггер ТЗ. В момент установки на выходе Д триггера ТЗ уровня логического О запускается триггер Т4, который переключается из состояния О в состояние 1. Мы видим, что изменение состояний последовагиетгьио !«насквозь») распространяется по цепочке триггеров.
Поэтому рассматриваемый счетчик называют счетчиком ео сквозным переггосом. Счетчик, функциональная схема которого показана на рис. 7.2,а, можно назвать не только счетчиком со сквозным переносом, но и счетчиком по модулю 16, 4-разрядным счетчиком или асинхронным счетчиком.
Каждое из названий характеризует рассматриваемую схему с какой-то одной стороны. Определения «со сквозным переносом» и «асинхронный» говорят о том, что запуск триггеров в счетчике осуществляется не в одно и то же время, Название «счетчик по модулю 16» отражает число различных состояний, «проходимых» счетчиком за один полный цикл счета. Определение «4-разрядный» указывает число двоичных разрядов на выходе счетчика. 1бб ГЛАВА 7 Задания для самопроверки Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ли вы ус- воили излозесенный материал: 1.
На рис. 7.3 показана схема .=разрядного асинхронного счетчика. 2. На рис. 7.3 показана схема асинхронного счетчика по мо- дулю Двсн нма енхсд 1 1 7 1 0 Рнс. 7ГК Задача о последовательности импульсов иа вхолс счетчика. 3. Каждый УК-триггер в схеме счетчика на рис. 7.3 работает в режиме ., так как на входах з и К действует ВЪ|СОКИЙ уровень сигнала. 4.
Какое двоичное число вы увидите на индикаторе (двоичном выходе счетчика) после каждого из 6 входных импульсов, показанных на рис. 7.3? Асиихрвииью счетчи- ки 7.2. Асинхронные счетчики по люлулю !О Счетчик ио молу- лю !е Дополнительная цепь сбросе Рнс. 7.4. Лотнческаа схема асинхронного счетчмка по мвлулкь 10.
Счетчик по модулю 1О считает от 0000 до !001 (от 0 до 9 в десятичной системе), т.е. до жирной горизонтальной линии в таблице на рис. 7.1. Мы видим, что для этого нужны 4 двоичных разряда: разряд единиц, разряд двоек, разряд четверок и разряд восьмерок. Такой счетчик можно реализовать на 4 триггерах, соединенных по рассмотренной выше схеме асинхронного счетчика.
В схему нужно, однако, дополнительно ввести логический элемент И вЂ” НЕ (рис. 7.4) СЧЕТЧИКИ 167 Декодоый 1десюточ. еыьэ счетчок Выполняя следующие задания, проверьте, х<>роиго ли вы ус- воили изложенный материал. 5. На рис. 7.4 показана схема (асинхронного, синхронного) счетчика по модулю 1О. Поскольку у данного счетчика 10 различных состояний (счет ведется от 0 до 9), он называется также....... счетчиком.
б. На рис. 7.5 показана схема (асинхронного, синхронного) счетчика по модулю 7. Какое двоичное число вы увидите на индикаторе (двоич- 1 1 1 1 О е л с ь а Ркс. 7лй Задача о посдедооотелькостк кмпульсоа ке окове счетчика. для установки всех триггеров в нулевое состояние (очистки счетчика) с приходом десятого илтульса (т.е. с приходом первого импульса после того, как счетчик сосчитал до 1001 (до 9 в десятичной системе). Принцип использования этого логического элемента станет понятным, если посмотреть, какое двоичное числа следует за 1001.
Из таблицы на рис. 7.1 видно, что этим числом является 1010 (1О в десятичной системе). При подаче логической 1, содержащейся в разрядах двоек и восьмерок двоичного числа 1010, на входы логического элемента И вЂ” НЕ (как показано на рис. 7.4), этот элемент, очевидно, установит все триггеры в состояние О. Счетчик начнет снова считать от 0000 до 1001.
Таким образом, логический элемент И-НЕ обеспечивает сброс счетчика в состояние 0000. Подобное использование логического элемента И вЂ” НЕ позволяет создать счетчики с некоторыми другими значениями модуля. На рис. 7.4 показана функциональная схема асинхронного счетчика по модулю 10. Этот счетчик можно также назват.ь декадным (десятичным) счетчиком. Итак, асинхронный счетчик можно собрать из отдельных трип еров. Промышленность выпускает также однокорпусные ИС, включающие в себя все 4 триггера. Некоторые счетные ИС содержат и логический элемент И вЂ” НЕ, используемый для сброса счетчика (как в схеме на рис.
7.4). !в8 ГЛАВА 7 ном выходе счетчика) после каждого из 6 входных им- пульсов, показанных на рис. 7.5? 7.3. Синхронные счетчики сннхрюине7й ечетчик 3-розриднъи7 ечетчнк (ио иодуди7 8) В двух предыдущих разделах мы рассмотрели асинхронные счетчики. В этих счетчиках триггеры срабатывают неодновременно (не синхронно с тактовыми импульсами). Для некоторых быстродействующих цифровых устройств очень важно, чтобы все ступени счетчика срабатывали одновременно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
