Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Справа от микросхемы 74!21 изображен счетчик-делитель на 6. Он собран на трех три~верах (Т1, Т2 и ТЗ) и логическом элементе И - НЕ. На вход этого счетчика поступает си~над с частотой 60 Гц; на выходе счетчика (выход Д триггера ТЗ) часто~а сигнала равна 1О Гц. Этот сигнал (10 Гц) подается на вход ЗК-триггера (Т4), который задерживает каждый импульс на ! /60 с для целей синхронизации. Первый импульс проходит через триртер Т4 н переключает ЗК-триггер Т5 в состояние Я = 0 (счет). При переклгочении выхода Д триггера Т5 к уровню логического 0 запускается ждущий мультивибратор 74121, изображенный на рис.
11.31 вверху слева. Ждуший мультивибратор пропускает входной сипрал, частоту которого нужно измерить, на вход счетчика десятков. Этот верхний ждущий мультивибрагор работает как логический элемент и, кроме ззх ГЛАВА !< Период иилииаиии <Зииал еаиииии ии- лииаеорои того, осуществляет формирование сигнала на измерительном входе частотомера в послеловательность прямоугольных импульсов. Счел<нь<й имаульс удерживает микросхему 74121 в открытом состоянии точно в течение 1/10 с.
В течение этого промежутка времени импульсы, поступающие с измерительного входа частотомера, переключают счетчик десятков, и он подсчитывает число приходягцих импульсов. Каждый раз, когда счетчик десятков досчитывает до 9, на следующем импульсе он переносит ! на вход счетчика со~си. Содержимое счетчиков дешифруется и отображается на семисегментных индикаторах. Выход Д триггера Т5 в конце концов переключается в состояние логической 1. Это приводит к выключению (или запиранию) верхнего ждущего мультивибратора 7412! и прекращению поступления импульсов с измерительного входа частотомера на вход счетчика десятков. До сих пор была рассмотрена только фаза счета. Напомним, что при своей работе частотомер последовательно проходит фазы сброса-счета-индикации. Фаза индикации при работе частотомера начинается в момент переключения Д-выхода ЗК-триггера (Т5) к уровню логической 1.
Говорят, что эта 1 запирает ИС 7412!. Информация о числе подсчитанных импульсов содержится в триггерах счетчиков десятков, сотен и тысяч. Соответствующие двоичные числа декоднруются тремя дешифраторами 7447. Эти дешифраторы преобразуют двоичные числа в семисегментный код. На семисегментных светодиодных индикаторах загораются соответствующие сегменты и отображается значение измеряемой частоты. Для удобства отсчета справа добавлен индикатор с дополнительным «нулем».
Этот 0 необходим для того, чтобы значение частоты отсчитывалось непосредственно в дверцах. Период индикации для частотомера на рис. 11.31 длится около 9/10 с. Этот факт может вызвать недоумение, если принять во внимание, что частота следования импульсов на входе )К-триггера Т5 равна 10 Гц. Казалось бы, второй импульс от счетчика-делителя на б должен переключить выход триггера Т5 назад к логическому О. Это бы действительно случилось, если бы на ./- и К-входы триггера Т5 не был подан логический 0 с выхода логического элемента ИЛИ— НЕ (логический элемен~ ИЛИ и инвертор), изображенного на рис. 11.31 внизу справа.
Этот логический элемент ИЛИ вЂ” НЕ удерживает индикаторы включеннымп в течение 9/10 с и затем переходит на 1/10 с в состояние логической 1. Когда он выдает логическую 1, ил<пульс с выхода счетчика- делителя на 6 переключает триггер Т5, который в свою очередь отпирает ИС 74121.
Эта 1 с выхода логического элемента ИЛИ вЂ” НЕ сохраняется в течение 1<'10 с, и этою времени вполне достаточно для реализации фазы счета. Обратите внимание, что сразу же справа от логического элемента ИЛИ вЂ” НЕ находится отдельный инвертор. Этот инвертор вырабатывает сигнал (импульс) гашения индикиторов.
Когда логический элемент ИЛИ вЂ” НЕ переводит схе- 339 циошзвыя системы свр е Промышленные ошеотомеры Выполняя следующие задания, проверьте, хоро!но ли вы ус- воили изложенный материал. 48. Триггеры Т1, Т2, Т3 и логический элемент ИЛИ вЂ” НЕ в схеме частотомера на рис. 11.3! образуют счетчик. му в режим счета (логическая 1), индикаторы временно гасятся сигналом логического 0 от этого инвертора.
Счетчик-делитель на 10, изображенный в нижней части рис. 11.31 выполняет несколько различных функций. На вход этого декадного счетчика поступают импульсы с частотой следования 1О Гц; на выходе имеем 1 Гц. Состояния четырех двоичных выходов счетчика 7493 связаны логической операцией ИЛИ-НЕ. Когда на всех выходах действует уровень логического О, логический элемент ИЛИ— НЕ вырабатывает логическую 1, разрешаюгцую переключение триггера Т5.
Последний в свою очередь запускает ждущий мультивибратор 74121. Все остальное время в течение 1 с-цикла счетчика 7493 на выходе логического элемента ИЛИ -НЕ действуе~ уровень логического О. Этот 0 блокирует триггер Т5 и, следовательно, ждущий мультивибратор 74121. В нижнем правом углу на рис. 1!.31 показан 5-входовый логический элемент И. Этот логический элемент на короткое время вырабатывает логическую ! как раз перед началом фазы счета.
Эта 1 от логического элемента И сбрасывает (очищает) счетчики (десятков, сотен, тысяч) в состояние 000. Выход логического элемента И возвращается в свое нормальное состояние (логический 0) в фазе счета и индикации. Этот логический элемент И можно было бы назвать логическим элементом сброса счетчиков. Большинство выпускаемых промышленностью счетчиков работает аналогично счетчику, представленному на рис. 1!.31. Промышленные образцы счетчиков обычно имеют большее число разрядов индикаторов и отображают значения частоты в килогерцах и мегагерцах. Для нормальной работы экспериментального частотомера величина входного сигнала должна находиться в пределах 2 — 4 В.
В промышленных частотомерах перед первой схемой формирования сигнала обычно имеется усилитель, обеспечиваюший усиление входного сигнала до нужного уровня. Кроме того, обеспечивается защита входа от перегрузки с помощью стабилитрона. Чтобы предотвратить мерцание индикаторов, в промышленных частотомерах обычно применяется несколько иной способ хранения и индикации содержимого счетчиков. Мы использовали в качестве задающего сигнал бытовой электросети (60 Гц). В промышленных частотомерах обычно используется точный высокочастотный генератор, вырабатывающий эталонную частоту. глхвх и 49.
В частотомере на рис. 11.31 фаза счета длится с, а фаза и>иикации — с. 50. Микросхема 7447 представляет собой 1счетчик, дешифратор, шифратор, мультиплексору. Цифровая система--зз!ь совокуп- ность соотвстспьующим образом связаннььх подсистем. В любой цифровой сисземе ре- ализуются шесть основных 4ьунк- цнй: ввод, передача, хранение, обработка„ управление и вывод информа! ьии. Выпускаемые промышленностью интегральные схемы палразле- ляю'ься на ИС с малой, средней, высокой и сверхвысокой сте- пенью интеграции. Микрокалькулятор .
это сложная цифровая система, которая обы- чно строится на основе одной ЬИ С. 5. ЭВМ наиболее сложная цифра вая система. Ее отличительные особенности большие размеры и работа па прьгграммс, хранимой в памяти. МикроЭВМ дешевле больших ЭВМ, но уступают им в быстро действии. МикроЭВМ- это ци- фровая система, ялром которой является микропроцессор. 7.
В микроЭВМ в каче!чае вну тренней памязи широко используются ЗУПВ и ПЗУ, а в качестве вне щи их во помогат ельн ых ЗУ большой емкости ЗУ на гибких дисках. 8. Команды, в соответствии с ко торыми работает микропроцес- сор, состоят из двух частей: ко- ла операции и операнда. При выполнении программы работа микропроцессора прелставляет собой последовательную реали- зацию микропроцедур вызова-- дешифрации -исполнения. Длл ььецин1)Раььны аЛРеса в ми кроЭВМ можно испоыьзсьвать комбинационные ло. цчссюье эле- менты. 10, Необходимость в нспользавшьин устроисгв с тремя состояниями наполабие буферов вазьщкает тогда, когда несколько ЗУ и ми- кропроцессоров пересылаю! ин- фармацию по обшей шипе данных.
Мулщин;ьексарь! и исмузьги- плексорь! иена ььэуньтся лля передачи параллечьных данных ью одной линии связи в насле- люв;!.ьезп н!ьй форме. никаньщих во время передачи Ленных. можно ьюпальзавать контрольные разряды чегноспк Цифровые щсы и часта'ьомер-- лве очень похожие пифравые'си- стемы, в которых широко ис- пользуются с ьетчики.
Выпускается многа различных ВИС для цифровых часов. В бсыьшинсьве случаев лля сборки цифровых часов в допол- нение к этим ЬИС требуются еще и некоторые другие комнонсн'ь! !. Мультиплексирование - общепри- нятый способ управления раба- !ой семисегментных инликаторов на светодиодах. Логические злемсцгы И„ логиче- скис элемщыы ИЛИ и инвер- горы -это те базовые стан- дартные кампонснтьь, на основе которых строится любая цифро- вая система, циееовые системы Итоговые задания к изучаемой главе 341 3 4 5 6 7 Назовите по край- ней мере пять ши- роко распростра- ненных устройств, которые можно счи- тать цифровыми си- стемами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
