4124
Исследование методов построения, логики функционирования асинхронных и синхронных пересчетных устройств и переходных процессов в них
Лабораторная работа
Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Счетчики Цель работы – исследование методов построения, логики функционирования асинхронных и синхронных пересчетных устройств и переходных процессов в них. Теоретические сведения Счетчиками называют последовательностные цифровые...
Русский
2012-11-13
208 KB
6 чел.
PAGE 153
Счетчики
Цель работы исследование методов построения, логики функционирования асинхронных и синхронных пересчетных устройств и переходных процессов в них.
Теоретические сведения
Счетчиками называют последовательностные цифровые устройства, предназначенные для подсчета и хранения числа импульсов, поданных в определенном временном интервале на его счетный вход. Помимо счетного входа счетчики могут также иметь входы асинхронной и/или синхронной установки начальных состояний, очистки содержимого счетчика (сброса в 0), управления направлением счета (сложение/вычитание) и другие входы управления режимами работы.
Чтобы понять работу счетчика-делителя частоты с произвольным коэффициентом деления «k», рассмотрим вначале схему простейшего делителя частоты на 2, построенную на одном триггере. Такой делитель должен реализовать импульсную диаграмму, приведенную на рис.1.
Из рисунка видно, что сигнал на выходе триггера должен инвертироваться при прохождении заднего фронта счетного импульса.
Проще всего такую диаграмму реализовать на JK-триггере, в котором имеется режим инвертирования выходного сигнала. Для этого необходимо подать логическую «1» одновременно на входы J и K (рис. 2а).
Для построения схемы делителя на D-триггере необходимо на D-вход подать сигнал , инверсный по отношению к выходу Q, который будет переписан на выход по заднему фронту счетного импульса (рис. 2б).
Инвертирование сигнала на выходе синхронного RS-триггера будет происходить, если подать логическую «1» на вход R при условии Q=1, и на вход S при условии Q=0, т.е. =1(рис. 2в).
Чтобы создать схему делителя частоты с коэффициентом деления k= необходимо последовательно соединить «n» делителей на 2 любого описанного типа. На рис. 3 приведена схема делителя на 16, построенная на JK-триггерах.
На следующем рисунке ( 4(а) ) приведены импульсные диаграммы такого делителя. Если рассматривать сигналы на выходах Q1, Q2, Q3, Q4 как некоторое число «А», представленного в двоичном коде, то, очевидно, что это число соответствует остатку от деления количества прошедших счетных импульсов на 16, т.е. изменяется в пределах от 0 до 15 (в общем случае от 0 до -1).
Если мы хотим построить счетчик с коэффициентом деления k, меньшим, чем , необходимо чтобы k-тый импульс переводил счетчик не в состояние с кодом А=k, а в ноль, т.е. импульсная диаграмма как бы обрывается после прохождения (k-1)-ого импульса. На рис 4(б) представлена импульсная диаграмма делителя с коэффициентом деления k=10.
В общем случае это можно реализовать двумя способами.
Второй способ легче реализовать, однако есть опасность нестабильности работы из-за разной скорости распространения сигнала внутри микросхем. Поэтому необходим дополнительный триггер для формирования устойчивого сигнала обнуления.
Если необходимо построить делитель частоты таким образом, чтобы выходной сигнал был максимально приближен к меандру, т.е. чтобы длительность положительной и нулевой части периода были примерно одинаковыми, используются специальные схемы делителей без дешифрации состояний, в которых коды на выходах триггеров не соответствуют двоичным кодам номера счетного импульса внутри периода. Такие схемы реализуют деление с коэффициентами 3, 5, 7 и т.д. Соединив последовательно несколько делителей с коэффициентами , получим счетчик делитель с коэффициентом деления . Таким образом можно построить делители с коэффициентами деления 4, 6, 10 и т.д.
На рис. 5(а) представлена импульсная диаграмма делителя с коэффициентом k=3, а на рис. 5(б) схема такого делителя.
На рис. 6(а) представлена импульсная диаграмма делителя с коэффициентом k=5, а на рис. 6(б) схема такого делителя.
Если проанализировать рис. 5(б) и 6(б), то можно сделать вывод, что между входным и выходным триггерами можно включить любое число «n» делителей на 2 и таким образом получить делитель с коэффициентом k=2n+1.
Пример обобщённой схемы делителя с коэффициентом k=2n+1 показан на рис. 6(в).
Счетчики с дешифрацией состояний позволяют построить делитель с переменным коэффициентом деления k, который может изменяться в пределах от 2 до , где n число триггеров в счетчике. На рис.7 показана схема такого делителя. Его коэффициент деления определяется по формуле:
.
После прохождения k-1 импульсов на выходах микросхем 2И-НЕ устанавливаются логические уровни:
,
которые через схему совпадения подаются на S- вход асинхронного RS-триггера и устанавливает его в «1». Инверсный сигнал с выхода этого триггера поступают на входы асинхронного сброса всех счетных триггеров и возвращают счетчик в исходное состояние. После этого на S- входе асинхронного RS-триггера устанавливается «1» и последующий отрицательный полупериод счетного импульса установит его в «0» и разрешит дальнейший счет.
20.2 Синхронные счетчики-делители частоты.
Для увеличения быстродействия и обеспечения одновременного переключения всех разрядов счётчика, используются синхронные структуры. В таких схемах синхросигнал подаётся на С-входы всех триггеров, а момент переключения каждого триггера определяется сигналом на входах данных (JK или D). Переключение в «1» каждого последующего каскада происходит при условии, что на выходах всех предыдущих каскадов установлены «1». При этом все предыдущие каскады устанавливаются в «0».
Самая простая из них приведена на рис 8(а). Однако такая схема имеет низкую помехоустойчивость, поэтому обычно применяется схема, показанная на рис 8(в).
Рис 8(а)
рис 8(б)
Импульсные диаграммы схем 8(а) и 8(в) приведены на рисунках 8(б) и 8(г) соответственно.
рис 8(в)
рис8(г)
20.1 Счётчик-делитель на k cч. = 2*n+1.
Домашнее задание
Выполняется в пакете “Electronics WorkBench”
п.1.
После того, как вы собрали схему, для её проверки подайте на синхровход счётчика сигнал с функционального генератора. Выход счётчика подключите на вход канала «В» осциллографа. На вход канала «А» подайте сигнал с выхода генератора. Проверьте работу счётчика на разных частотах, и определите максимальную, при которой счётчик сохраняет работоспособность.
п.2.
Повторить данное исследование на технологиях ТТЛ и КМОП.
п.3.
Нагрузку подключить к выходу первого каскада, и определить при каком сопротивлении нагрузки счётчик перестанет работать.
В.И Зубчук. А.Н. Шкуро "Функциональные узлы цифровой схемотехники"
20.2 Двоичный синхронный счётчик.
Домашнее задание
Выполняется в пакете “Electronics WorkBench”
п.1.
После того, как вы собрали схему, для её проверки подайте на синхровход счётчика сигнал с функционального генератора. Выход счётчика подключите на вход канала «В» осциллографа. На вход канала «А» подайте сигнал с выхода генератора. Проверьте работу счётчика на разных частотах, и определите максимальную, при которой счётчик сохраняет работоспособность.
п.2.
Повторить данное исследование на технологиях ТТЛ и КМОП.
п.3.
Нагрузку подключить к выходу первого каскада, и определить при каком сопротивлении нагрузки счётчик перестанет работать.
В.И Зубчук. А.Н. Шкуро "Функциональные узлы цифровой схемотехники"
PAGE
PAGE 153
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
80235. | Мотивація. Процесні теорії мотивації | 10.37 MB | |
Потреби поділяють на: потреби першого роду первісні які за своєю сутністю є фізіологічними потреби в їжі сні тощо; потреби другого роду вторинні які носять соціально психологічний характер потреби в повазі владі визнанні заслуг тощо. Потреби першого роду закладені в людину генетично а другого є наслідком її соціальної життєдіяльності. Потреби неможливо безпосередньо спостерігати або вимірювати. Потреба яка реально відчувається людиною викликає у неї прагнення здійснити конкретні дії спрямовані на задоволення цієї потреби. | |||
80236. | Управлінський контроль. Контроль поведінки працівників в організації | 10.37 MB | |
Управлінський контроль Поняття та процес контролю. Інструменти управлінського контролю. Поняття та процес контролю Контроль це процес забезпечення досягнення цілей організації шляхом постійного спостереження за її діяльністю та усунення відхилень які при цьому виникають. В межах процесу контролю модель якого наведена на рис. | |||
80237. | Лідерство. Ситуаційні теорії лідерства | 142.5 KB | |
Наявність права впливати на діяльність підлеглих є необхідною передумовою керування але ще не гарантує ефективності такого впливу. Але перебуванням нагорі визначає лише видимість керування а не його сутність. Отже поведінковий підхід спирається на стиль керування. Стиль керування це манера поведінки керівника щодо підлеглих через яку і здійснюється вплив на працівників організації. | |||
80238. | Комунікації. Управління комунікаційними процесами | 160 KB | |
Процес комунікації. Міжособистісні та організаційні комунікації. Процес комунікації У вузькому розумінні комунікація це процес обміну інформацією фактами ідеями поглядами емоціями тощо між двома або більше особами. Для здійснення процесу комунікації необхідні принаймні 4 умови: наявність щонайменше двох осіб: відправника особи яка генерує інформацію що призначена для передачі; одержувача особи для якої призначена інформація що передається; наявність повідомлення тобто закодованої за допомогою... | |||
80239. | Ефективність управління. Напрямки підвищення ефективності управлінської праці | 98.5 KB | |
Ефективність управління можна вимірювати за результатами керованих обєктів і процесів. І все ж встановлення ефективності власне управління можливе, але за допомогою іншого використання вихідної логічної формули. Наприклад, способи управління, що дозволяють досягти заданого фіксованого результату за найменших витрат | |||
80240. | Поняття і сутність менеджменту. Менеджмент як вид професійної діяльності | 6.35 MB | |
Важко дати єдине абсолютно чітке та повне визначення поняття «менеджмент». Функції, сфери, рівні менеджменту та ситуації у яких вони реалізуються значно різняться між собою. Щоб з’ясувати сутність менеджменту на нього треба подивитись з різних точок зору | |||
80241. | Розвиток науки управління. Ранні теорії менеджменту | 1.78 MB | |
Розвиток науки управління. Остаточно ідея управління як наукової дисципліни професії та галузі досліджень сформувалася у США. Навпаки на першому етапі до середини ХХ століття наука управління розвивалася одразу за кількома відносно самостійним напрямкам або як кажуть підходам до управління кожний з яких концентрував увагу на різних аспектах менеджменту. Класична теорія підхід менеджменту включає дві школи: а школу наукового управління... | |||
80242. | Прийняття управлінських рішень. Методи творчого пошуку альтернатив | 6.79 MB | |
Прийняття управлінських рішень. Основи теорії прийняття рішень. Процес прийняття рішень. Основи теорії прийняття рішень У науковій літературі зустрічається як розширене так і вузьке розуміння процесу прийняття рішень в управлінні. | |||
80243. | Методи обґрунтування управлінських рішень | 5.47 MB | |
Методи обґрунтування управлінських рішень. Відповідно до цього способу всі методи обґрунтування управлінських рішень поділяються на кількісні та якісні. Кількісні методи або методи дослідження операцій застосовують коли фактори що впливають на вибір рішення можна кількісно визначити та оцінити. Якісні методи використовують тоді коли фактори що визначають прийняття рішення не можна кількісно охарактеризувати або вони взагалі не піддаються кількісному вимірюванню. | |||