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

14 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

48064. Мікроекономіка. Конспект лекцій 1.71 MB
  Крива ринкового попиту Цінова еластичність попиту. Еластичність попиту за доходом. Перехресна еластичність попиту.
48066. Місцеве самоврядування 1.76 MB
  Право місцевого самоврядування комплексна галузь права. Право місцевого самоврядування як наука і навчальна дисципліна. Поняття муніципального права України Муніципальне право України галузь права України норми якої виражають волю й інтереси її народу держави та територіальних громад і регулюють суспільні відносини у сфері місцевого самоврядування.
48067. Міжнародна економіка. Опорний конспект лекцій 265.5 KB
  Міжнародне регулювання і нагляд Економічні Фінансові Міжнародні організації Форми МЕВ Міжнародна торгівля Міжнародний рух чинників виробництва Міжнародна торгівля фінансовими інструментами Товарами Послугами Капітал Робоча сила Технології Валютою Цінними паперами Кредитами Розрахунки Державне регулювання Регулювання зовнішньої торгівлі Регулювання руху чинників виробництва Валютне та банківське Регулювання Мікроекономічна політика Макроекономічна політика Базові поняття...
48068. Конспект лекцій. Міжнародна інвестиційна діяльність 938.5 KB
  Міжнародна інвестиційна діяльність: конспект лекцій для студентів напряму Конспект лекцій з дисципліни Міжнародна інвестиційна діяльність призначено для студентів напряму Дисципліна є варіативною для студентів зазначеного фаху і передбачає вивчення сутності та ролі міжнародних інвестицій в сучасному міжнародному бізнесі набуття вмінь аналізу міжнародної інвестиційної діяльності в Україні.
48070. Математическая логикаи теория алгоритмов. Курс лекций 125.5 KB
  Формула логики высказываний: пропозициональные буквы переменные: B C простые высказывания пропозициональные связки логические связки скобки = пропозициональная формула ПФ формула proposition заявление утверждение; от лат. Формула F называется выполнимой если F истинна в некоторой интерпретации: существует k такое что FIk = И. Формула F называется общезначимой или тавтологией если F истинна во всех возможных интерпретациях: для всех возможных k: FIk = И. Формула F называется противоречием если F ложна во всех...
48071. Формальные теории математической логики 172 KB
  Формальные теории. Задано А альфа множество символов теории алфавит Т. Задано В Ф бета множество аксиом теории. Собственные нелогические аксиомы определяют специфику конкретной теории.
48072. Наукова комунікація як складова фахової діяльності. Українська термінологія у професійному спілкуванні 323 KB
  Особливості наукового тексту і професійного наукового викладу думки. Науковий стиль української мови має свої особливості. Загальні ознаки наукового стилю поняттєвість. Термін та його ознаки. термінологія як система...