Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Такой режим реализуется в синхронном счетчике. На первый взгляд довольно сложная схема синхронного счетчика показана на рис. 7.6,и. Это 3-разрядный счетчик (счетчик по модулю 8). Сначала рассмотрим схему соединения синхронизирующих входов триггеров (СКК). Видно, что эти входы соединены параллельно; тактовые импульсы поступают непосредственно на синхронизирующий вход каждого триггера. Последовательность двоичных чисел, проходимая счетчиком за один цикл счета (счея7нал лос77вдова- т п7е77ьнося7ь), приведена в таблице на рис. 7.6,6.
Столбец А таблицы соответствует двоичному разряду единиц; счет в этом разряде ведет триггер Т1. Столбец В соответствует двоичному разряду двоек, где счет ведет триггер Т2. И наконец, столбец С соответствует разряду четверок; счет в этом разряде ведет триггер ТЗ. С помощью рис. 7.6,а и 6 проследим за работой данного счетчика по модулю 8 в течение одного цикла счета Импульс 1 - строка 2 таблицы на рис. 7.6,6.
Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Переключается только триггер Т1; только у этого триггера на входах 3 и К действует уровень логической !. Триггер Т1 переходит из состояния 0 в состояние !. Результат иа выходе счетчика: 001 (десятичное число 1). Импульс 2 строка 3. Работи схемы.
Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Переключаются два триггера-Т( и Т2, поскольку на входах ! и К этих триггеров действует уровень логической 1. Триггер Т1 переходит из состояния 1 в состояние О, триггер Т2 — из состояния 0 в состояние 1. Результат на выходе счетчика: 010 (десятичное число 2). Импульс 3 — строка 4.
Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Переключается только один триггер. счнчикн вход Рас. 7.6. Сынхроаный 3-разрадный счетчнк. о — логнчесхая схема; В-счетная послеаоаательность. Триггер Т1 переходит из состояния 0 в состояние !. Результат на въссоде счетчика: 011 (десятичное чис- ло 3). Импульс 4 — строка 5. Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Все триггеры изменяют свое состояние на противоположное. Триггеры Т1 и Т2 переходят из сосгояния 1 в состояние О.
Триггер ТЗ переключается из состояния 0 в состояние 1. Результат на выходе счетчика: 100 (десятичное чис- ло 4). Импульс 5 — строка 6. Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Переключается только один триггер. 170 ГЛАВА 7 Триггер Т! переходит из состояния 0 в состояние 1. Результат на выходе счетчика: 101 (десятичное число 5). Импульс 6 — строка 7.
Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Переключаются два триггера. Триггер Т! переходит из состояния ! в состояние О, трипер Т2-из состояния 0 в состояние 1. Результат на выходе счетчика: 110 (десятичное число 6). Импульс 7- строка 8. Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Переключается только один триггер. Триггер Т! переходит из состояния 0 в состояние 1. Результат на выходе счетчика: 111 (десятичное число 7). Импульс 8 -строка 9.
Работа схемы. Входной импульс поступает на синхронизирующий вход каждого триггера. Все триггеры изменяют свое состояние. Все триггеры переключаются из состояния 1 в состояние О. Результат на выходе счетчика: 000 (десятичное число 0). З.разрядный сннхран- ный счсзчнн Вьтолннн следующие задания, проверьте, хорошо ли вы ус- воили изложенный материал.
8. Счетчик, в котором запуск всех триггеров осуществляется в один и тот же момент времени, называется (асинхронным, синхронным) счетчиком. 9. В синхронном счетчике синхронизирующие входы триггеров соединены ..... (параллельно, последовательно). 1О.
В схеме на рис. 7.6,а триггер Т! всегда работает в режиме (хранения, установки О, установки 1, переключения). На этом мы закончим объяснение принципа работы 3-разрядного синхронного счетчика. Отметим только, что в данном счетчике Ж-триггеры используются как в режиме переключения (при У =- К = !), так и в режиме блокировки (при У=К=О).
Синхронные счетчики- довольно сложные устройства, поэтому чаше всего они применяются в виде монолитных ИС. 17! счетчики 11. Тактовый импульс 4 (см. рис. 7.б) инициирует переключение (только триггера Т1, двух триггеров Т! и Т2, только триггера Т3, всех триггеров); в результате на выходе счетчика появляется двоичное число !00. 7.4. Вычитаюпзне счетчики Вычнтнюнаы счетчика До снх пор мы имели дело со счетчиками, которые считают в прямом направлении" (О, 1, 2, 3, 4, ...). Однако в некоторых цифровых системах возникает необходимость счета в обратном направлении (9, 8, 7, 6, ...). Счетчики, которые считают от больших чисел к меньшим, называются вычитиюи!ими счетчиками, или счетчиками обратного действия. Схема асинхронного вычитающезо счетчика по модулю 8 показана на рис. 7.7, а; соответствующая счетная последовательность двоичных чисел приведена на рис.
7.7,б. Обратите внимание на то, что схема вычитающего счетчика Выходы в Рис. 7.7. Асинхронный 3-разрндный вычнтающнй счетчик. е логическая схеме: 6 счетннн неслелснетельнссгь. " Их называют счетчиками прямого действия, суммирующими, или накапливающими.— Прим. реа 772 ГЛАВА 7 Выполннн следующие заданин, проверыпе, хораи777 ли вы усвоили изложенный материал.
12. Все триггеры в счетчике на рис. 7.7,а работают в режиме (хранения, установки О, установки 1, переключения). 13. Все ЗК-триггеры на рис. 7.7, а запускаются (фронтом, срезом) тактового импульса. !4. Тактовый импульс ! (см. рис. 7.7) инициирует переключение .. (только три~~ера Т1, двух триггеров Т! и Т2, только триггера ТЗ, всех триггеров); в результате на выходе счетчика появляется двоичное число 110. 7 7 7 'о С Рис. 7.8.
Задача о последовательвости импульсов ва входе счетчика. ! 5. Какое двоичное число вы увидите на индикаторе (двоичном выходе счетчика) после каждого из 6 входных импульсов, показанных на рис. 7.8? Самосстакаалв- вмещаеса счетчвка Счетчик вкклктеск7» го твоа 7.5. Самоостанавливающиеси счетчики Вычитающий счетчик, схема которого показана на рис.
7.7,а — счегпчик циклического изина. Другими словами, когда этот счетчик приходит в состояние 000, он снова на- очень напоминает схему счетчика прямого действия на рис. 7.2,а. Единственное отличие состоит в способе «перено- л са» сигнала от триггера Т1 к триттеру Т2 и от триггера Т2 к триггеру ТЗ. В счетчике прямого действия синхронизирующий вход каждого триггера связан с прнмым выходом Я предыдущего триггера. В вычитающем счетчике синхронизирующий вход каждого триггера связан с инверсным выходом Ц предыдущего триггера. Заметим, что в вычитающем счетчике перед началом счета в обратном направлении предусмотрена предварительная его установка в состояние 11! (десятичное число 7) с помощью входа предустановки (Р8).
Триггер Т! — двоичный счетчик разряда единиц (сголбец А). Триггер Т2-счетчик разряда двоек (столбец В). Триггер ТЗ вЂ” счетчик разряда четверок (столбец С). счетчики Рис. 7.9. Схема самоаосстаиааяиаающсгоса 3-разридаого аычитающего счетчика. чинает счет с двоичного числа 111, затем следует 110 и т.д. В некоторых случаях нужны счетчики, которые останавливаются, когда исчерпывается вся счетная последовательность. На рис. 7.9 показано, какие изменения нужно внести в схему вычитающего счетчика (рис.
7.7), чтобы счет прекращался при достижении состояния ООО. Мы видим, что для этого достаточно ввести в схему логический элемент ИЛИ, который будет устанавливать на входах У и К трип гера Т1 уровень логического О, когда на выходах (С, В, А) счетчика появится сигнал 000. Если нужно начать новый цикл счета с двоичного числа 111 (десятичное число 7), на вход предустановки РБ следует подать уровень логического О. Используя один логический элемент или их комбинацию, можно останавливать счет в прямом и обратном направлении на любом наперед заданном двоичном числе. Выход лоз ического элемента нужно для этого присоединить ко входам л и К первого триггера в асинхронном счетчике.
Так, в схеме на рис. 7.9 уровень логического О, подаваемый с выхода логического элемента ИЛИ на входы У и К триггера Т1, переводит этот триггер в режим хранения. Трипер Т1 прекращает счет, останавливая счетчик в состоянии 000. Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ли вы ус- воили изложенный материал 1б.
На рис. 7.9 показана схема самоостанавливающегося 3-разрядного (вычитающего, накапливающего) счетчика 17. Если состояние выходов (С, В, А) счетчика (см. рис. 7.9) соответствует двоичному числу 111, то на выходе логического элемента ИЛИ действует (ВЫСОКИЙ, НИЗКИЙ) уровень сигнала. Это приводит к переводу трип ера Т1 в режим (хранения, переключения). 18. Если состояние выходов (С, В, А) счетчика (см. рис. 7.9) ГЛАНА 7 соответствует двоичному числу 000, то на выходе логического элемента ИЛИ действует (ВЫСОКИЙ, НИЗКИЙ) уровень сигнала. Это приводит к установке триггера Т! в режим (хранения, переключения). 7.6.
Счетчики-делители частоты Одна из интересных и важных функций, которую часто выполняют счетчики в цифровых системах,— деление часулоо1ы. Пример простой системы с делителем частоты показан на рис. 7.10. Такая система составляет основу цифровых часов. Периодический сигнал бытовой электросети с частотой 60 Гц", сформированный в виде последовательности прямоугольных импульсов, подается на вход схемы, которая делит частоту на 60. На выходе схемы мы имеем последовательность прямоугольных импульсов с частотой ! Гц (! импульс в ! с). Это таймер секунд.
Деление чесмутм Виной 1Гц(!импульс е 1с1 60 Гц Рнс. 7.16. Таймер секунд. Счетчик-лелнтель ие 16 Счетчик-лелнтель не б " Частота электросети н США. Прим. Нерее. На рнс. 7.11,а схематически изображен декадный счетчик, а на рнс. 7.11,6 приведены временные диаграммы для его синхронизируюшего входа С1.К н выхода ~п, соответствуюшего двоичному разряду восьмерок. Обратите внимание, что 30 импульсов на входе счетчика преобразуются в 3 выходных импульса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
