Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [ 113 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Таблица 20.1 Таблица состояний двоичного счетчика

тогда, когда переменная в соседнем младшем разряде Zjlj переходит из состояния 1 в состояние О .

2. Значение выходной переменной Zj изменяется при поступлении очередного импульса счета в том случае, когда переменные во всех младших разрядах z,-i, ...

Zo находятся в состоянии 1 .

Эти же выводы можно сделать и при рассмотрении временной диаграммы на рис. 20.2. Первая закономерность указывает на возможность реализации счетчика асинхронного типа, вторая позволяет построить синхронный счетчик.

Иногда необходим счетчик, в котором при поступлении каждого импульса счета выходной код уменьшается на L Закон функционирования такого счетчика можно получить из табл. 20.1, читая ее снизу вверх.

Таким образом,

1) значение выходной переменной в вычитающем счетчике изменяется, когда переменная в соседнем младшем разряде

1 2 3 4 S 6 7 а в 10 11 кии 15

го£7-Л-П--.

Z, 0-

ги~итл г-1 г~г

2,0-

Z30-

Рис. 20.2. Временные диаграммы выходных состояний суммирующего счетчика.

2, 1 переходит из состояния О в состояние 1 ;

2) значение выходной переменной z,-в вычитающем счетчике изменяется при поступлении очередного импульса счета в том случае, когда переменные во всех младшиц разрядах z,. i, Zq находятся в состоянии- О .

20.1.1. АСИНХРОННЫЙ (ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ) СЧЕТЧИК

Асинхронный двоичный счетчик может быть реализован в виде цепочки триггеров (как показано на рис. 20.3), тактовый вход каждого из которых подключен к выходу Q предьщущего триггера. Для получения суммирующего счетчика триггеры должны изменять свое состояние при переходе тактового сигнала из 1 в О . Следовательно, нужны триггеры, срабатывающие по фронту импульса, например JK-триггеры типа M-S при условии J = К = 1. Разрядность в таких счетчиках можно наращивать. Например, с помощью 10-разрядного

Рук. 20.3. Асинхронный (последовательный) счетчик.

\ 1

Гмва 20

двоичного счетчика можно сосчитать 1023 имИульса.

Можно использовать триггеры, срабатывающие при переходе тактового сигнала из О в 1 . Соединив их так, как показано на рис. 20.3, получим вычитающий счетчик. Для получения суммирующего счетчика нужно инвертировать сигналы на тактовых входах. Для этого достаточно просто подключить тактовые входы триг-геров к инверсным выходам Q предьщущих триггеров.

Каждый счетчик в то же время является и делителем частоты. Частота на выходе триггера Fg равна половине тактовой частоты. На выходе триггера частота составляет v4 входной частоты, на выходе р2-/е т.д. Это деление частоты хорошо видно на рис. 20.2.

Типы ИС

4-разрядный счетчик:

SN 7493 (ТТЛ), МС 10178 (ЭСЛ). 8-разрядный счетчик: SN 74393 (ТТЛ),

МС 14520 (КМОП). 12-разрядный счетчик: МС 14040 (КМОП). Делитель частоты от 2** до 2*:

МС 14521 (КМОП).

20.1.2. СИНХРОННЫЙ (ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ) СЧЕТЧИК

Характерной чертой асинхронного счетчика является то, что импульсы счета поступают на тактовый вход только первого

триггера, а каждый из последующих триггеров управляется выходным сигналом предьщущего. Это приводит к тому, что сигнал на вход последнего триггера приходит лишь тогда, когда все предьщущие триггеры переключились. Изменение каждого из выходных сигналов от Zq до z, происходит с задержкой, равной времени срабатывания триггера. В многоразрядных последовательных счетчиках высокая частота следования импульсов счета может привести к тому, что п-й триггер не успеет переключиться до прихода следующего импульса счета. Поэтому период следования импульсов счета при использовании выходных кодов в процессе вычислений должен быть больше времени распространения сигнала в цепи.

От этих недостатков свободны синхронные (параллельные) счетчики. В отличие от асинхронных счетчиков тактовые импульсы в синхронных счетчиках одновременно подаются на С всех разрядов. Чтобы в каждом такте не переключались все триггеры, для управления процессом переключения используются логические J-и К-входы, как показано на рис. 20.4.

В соответствии с табл. 20.1 триггер Fq переключается при поступлении каждого тактового импульса. Для этого в триггере Fq должно выполняться условие J = К = = 1. Триггер при поступлении тактового сигнала переключается только тогда, когда Zq = 1. Это достигается подключением J- и К-входов триггера F к выходу Zq. Тогда этот триггер сохраняет свое состояние до тех пор, пока Zq = О, и изме-

Рис. 20.4. Синхронный (параллельный) счетчик.

няет его лшиь при подаче следующего тактового импульса, когда Zq = 1.

Ш табл. 20.1 следует, что триггер F, может переключиться при условии Zq = = Zi = 1. Для этого одна пара J- и -входов соединена с Zq, а другая-с z. Соответственно у триггера f 2 каждая пара J- и К-входов подключается к выходам предыдущих триггеров.

При использовании одинаковых триггеров с тремя J- и тремя К-входами в триггерах pq-r-Fi некоторые J- и К-входы не используются. На эти входы нужно подать логическую 1 , чтобы обеспечить надежную работу схемы. При использовании триггеров с одной парой J- и К-входов также можно осуществить наращивание разрядов, применяя в цепях межразрядных связей дополнительные схемы совпадения, на которые поступает информация с выходов предьщущих разрядов.

Очевидно, что наращивание на произвольную длину невозможно из-за отсутствия многовходовых схем И. Поэтому чаще всего используются группы из четырех триггеров (рис. 20.5). Соединение групп производится через выход переноса Се и вход разрещения Е, которым блокируется вся Группа.

Выход переноса формируется тогда.

когда код группы равен 1111, и все младшие группы также обеспечивают перенос. Для этого в каждой группе должно выполняться условие

Се = ZoZzZiE.

Таким образом можно соединять любое число групп счетчиков без использования сложной логики, что иллюстрируется рис. 20.6.

Типы ИС: SN 74161 (ТТЛ), МС 14161 (КМОП), сброс асинхронный;

SN 74163 (ТТЛ), МС 14163 (КМОП), сброс синхронный.

Счетчик с изменяемым направлением счета

(реверсивный счетчик)

Синхронный двоичный счетчик с помощью дополнительных ключей легко перестроить для работы в обратном направлении. При этом J- и К-входы подключаются вместо прямых выходов Q к инверсным выходам Q. Так как переключение касается только J- и К-входов, а не С-входов, состояние счетчика не изменяется при изменении направления счета. Это большое преимущество по сравнению

		к

Рис. 20.5. Синхронный счетчик с логикой формирования переноса.

£ Синхронный Се J с счетчик

£ Синхронный Cf -* f Синхронный Е Синхронный С счетчик J с (летчик счетчик

Р с. 20.6. Каскадирование синхронных счетных ступеней.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [ 113 ] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.