36864

Исследование недвоичных счетчиков

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

При построении счетчиков с дешифратором состояния наиболее целесообразно использовать счетчики интегрального состояния например 74191 см. Счетчик с дешифратором состояния. D; счетный вход ─ CLK; вход направления счета ─ U – суммирование активен высоким уровнем ─ D вычитание активен низким уровнем; вход управления предварительной установкой ─ LOD; выход переноса ─ RCO выход дешифратора состояния активен низким уровнем при достижении последнего состояния счетчика. При выполнении этой части работы необходимо снимать временные диаграммы...

Русский

2013-09-23

72.5 KB

12 чел.

Лабораторная работа №6

Исследование недвоичных счетчиков.

Цель лабораторной работы: исследовать основные способы построения недвоичных счетчиков.

Необходимое оборудование: персональная ЭВМ с установленным программным пакетом EWB.

Задание: снять временные диаграммы, определить таблицы состояний и особенности работы счетчиков.

Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ, запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете.

Оформление отчета. По каждой лабораторной работе каждым студентом должен быть представлен отчет в виде печатного или рукописного документа. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы, цель работы, программа работы с указанием всех необходимых экспериментов, полученных результатов их объяснения и выводов.

Программа работы.

  1.  На рабочем столе собрать логическую схему исследуемого счетчика.
  2.  Выполнить настройку измерительной аппаратуры.
  3.  Провести эксперименты и описать их.
  4.  Используя возможности пакета получить твердые копии графиков экспериментов, сделать выводы.
  5.  Оформить отчет.

В процессе выполнения лабораторной работы студенты должны рассмотреть построения недвоичных счетчиков по способу введения обратных связей для ликвидации избыточных состояний и по способу использования дешифратора состояний.

Для анализа первого способа нужно рассмотреть построение счетчиков с коэффициентами пересчета 3 и 5, схемы экспериментов приведены соответственно на рис 1 и рис 2.

При построении указанных счетчиков необходимо использовать универсальные JK триггеры (микросхемы 7472). Схема соединений рассмотрена в лекциях.

При исследовании указанных счетчиков по снятым временным диаграммам построить таблицы состояний, определить коэффициенты пересчета и выполнить оценку быстродействия.

При построении счетчиков с дешифратором состояния наиболее целесообразно использовать счетчики интегрального состояния, например 74191 (см. рис. 3).

Рис. 3. Счетчик с дешифратором состояния.

Эта микросхема является двоичным четырехразрядным реверсивным счетчиком с предварительной установкой. Она имеет: выходы ─ QA, QB, QC, QD; входы предварительной установки ─ A, B. C. D; счетный вход ─ CLK; вход направления счета ─ U – суммирование (активен высоким уровнем), ─ D - вычитание (активен низким уровнем); вход управления предварительной установкой ─ LOAD; выход переноса ─ RCO, выход дешифратора состояния, активен низким уровнем при достижении последнего состояния счетчика.

При выполнении этой части работы необходимо снимать временные диаграммы при различных состояниях входов предварительной установки и по временным диаграммам определять коэффициенты пересчета.                                                                                     

На рис.4 показан пример временной диаграммы работы рассматриваемого счетчика при предварительной загрузке числа пять. На диаграмме показаны: счетный сигнал ─ CLK, выходы ─ A, B, C, D, MAX/MIN. Сигнал RCO не виден из-за кратковременности, но об изменении состояния счетчика можно судить по сигналу MAX/MIN. Счетчик работает в режиме вычитания. В момент времени счетчик достигает конечного нулевого состояния, это сопровождается формированием низкого уровня сигнала RCO и высокого уровня сигнала MAX/MIN. По спаду сигнала CLK происходит предварительная загрузка и выходы счетчика приобретают состояния A = 1, B = 0, C = 1, D = 0, что соответствует пятерке (это начальное состояние). Далее идет счет в соответствии с приходом счетных сигналов. В момент t3 начинается новый цикл. Если между моментами t2 и t3 посчитать количество счетных сигналов то получиться 5, то есть коэффициент пересчета у полученного счетчика Ксч = 5.

Теоретические пояснения.

Все счетчики в цифровой технике строятся с использованием счетных триггеров. При этом коэффициент пересчета определяется количеством триггеров Ксч = 2n, где n ─ количество триггеров. Но и в случае когда коэффициент пересчета не кратен 2 для построения счетчиков используют триггеры. Количество триггеров определяют соотношением n = {log10 (Ксч)}. Фигурные скобки обозначают, что берется ближайшее большее целое. Так log10 (10) ≈ 3,3, следовательно, n = 4. но счетчик построенный из четырех триггеров имеет Ксч = 16. Получаем, что шесть состояний избыточны, и их необходимо ликвидировать какими-либо схемотехническими решениями. Обычно в качестве таких решений используют либо введение обратных связей, либо добавление в счетчик дешифратора состояния. На примере построения счетчиков с Ксч = 3 и Ксч = 5 показано построение недвоичных счетчиков с введением обратных связей.

На примере использования микросхемы 74191необходимо исследовать возможность построения недвоичных счетчиков с дешифратором состояния. В микросхему встроен дешифратор состояния определяющий последнее состояние счетчика. При достижении последнего состояния на выходе RCO появляется импульс низкого уровня длительностью равной длительности счетного сигнала. Параллельная загрузка выполняется по низкому уровню сигнала на входе LOAD. Если выход RCO соединить со входом LOAD, то по достижении последнего состояния счетчика в него будет загружаться начальное состояние счетчика отличное от нулевого и следовательно коэффициент пересчета измениться.

Контрольные вопросы.

  1.  Что такое недвоичный счетчик?
  2.  как определить количество триггеров необходимое для построения счетчика?
  3.  Что такое обратная связь?
  4.  Что такое предварительная загрузка?
  5.  Что такое дешифратор состояния?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36359. Математические модели объектов 12.39 KB
  Математические модели объектов. Математические модели являются частью математического обеспечения АСУТП и представляют собой описание объекта на формальном математическом языке уравнения формулы и т. Эти модели испся при оптимальном упри. По свойствам: статические модели позволяют рассчитывать параметры процесса без учета времени.
36360. Элементы математическое обеспечение САПР 13.31 KB
  По назначению и способам реализации математического обеспечения САПР делятся на: математические методы и построенные на их основе математические модели описывающие объекты проектирования формализованное описание технологии автоматизированного проектирования. При решении второй части должна быть описана вся логика технологии проектирования в том числе взаимодействие проектировщиков между собой на основе использования средств автоматизации. Эта задача решается на основе системного подхода и так как сейчас отсутствует теоретическая база для...
36361. Учет основного производства и контроль качества 35.9 KB
  Учет основного производства и контроль качества автоматизированная информационная система или АИС это совокупность различных программноаппаратных средств которые предназначены для автоматизации какойлибо деятельности связанной с передачей хранением и обработкой различной информации. Основное производство и контроль качества Финансовый учет Учет вспомогательного производства Движение ресурсов план производства и его выполнение план ремонтов строительство смет и затрат План и факт поставки договорные обязательства цены и ресурсы...
36362. Пирометр полного излучения. Принцип действия и используемые закономерности 52.41 KB
  Пирометр полного излучения. 6 В пирометрах полного излучения радиационных пирометрах используется зависимость температуры от величины суммарной энергии излучаемой объектом. Излучение от нагретого тела 1 пройдя через объектив 2 и диафрагму 3 попадает на чувствительный элемент 4 который поглощая энергию излучения вырабатывает пропорциональный ей а следовательно и температуре электрический сигнал который поступает в измерительную схему вторичный преобразователь и вторичный измерительный прибор градуированный в...
36363. Правила и особенности выполнения функциональной схемы автоматизации развернутым способом 28.82 KB
  Остальные технические средства автоматизации показывают условными графическими обозначениями в прямоугольниках расположенных в нижней части схемы. На схеме автоматизации буквенноцифровые обозначения приборов указывают в нижней части окружности овала или с правой стороны от него обозначения электроаппаратов справа от их условного графического обозначения. При этом обозначения технических средств присваивают по спецификации оборудования и составляют из цифрового обозначения соответствующего контура и буквенного...
36364. Принципы организации ИО. Метод исключения 12.04 KB
  агрегация и фильтрация информациипроцесс обобщения и выделения инфи. Выполнение этих принципов предусм комплексное использование массивов инф при решении разн задач в с.увеличение потока инф не способствует улучшению ее практич использования. При проектировании инф потоков в с.
36365. Устройства отображения технологической и производственной информации 12.5 KB
  Устройства отображения технологической и производственной информации. Средства отображения информации: Абонентные пульты диспетчерские щиты панели управления и контроля средства контроля вторичные преобразователи датчики регистрирующие показывающие приборы мнемосхемы различного вида сигнализации системы визуализации с использованием мониторов ЭВМ экраны коллективного пользования. Основные технические харки: быстродействие время воспроизведение символов время вызова время обновления точность – соответствие отображаемой...
36366. Приведите формулировки и поясните критерий устойчивости Найквиста по логарифмическим частотным характеристикам 45.93 KB
  Удалённость от границы устойчивости характеризуется запасами устойчивости. Их можно оценить количественно: запас устойчивости по амплитуде равен должен составлять 1020 дБ запас по фазе для реальных систем должен составлять 3060.
36367. Металлургические агрегаты и их особенности как объекта автоматизации 12.04 KB
  Металлургические агрегаты и их особенности как объекта автоматизации. Металлургические агрегаты металлургические процессы управления являются сложными объектами и как правило не могут быть достаточно точно смоделированными и аппроксимированы одним ими двумя типовыми звеньями. Металлургические объекты в основном с рассредоточенными параметрами поэтому возникает проблема где и что измерять. Металлургические объекты имеют много возмущающих воздействий и несколько управляемых переменных на входе.