СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СТРУКТУР СЧЕТЧИКОВ 4

2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ДВОИЧНОГО СЧЕТЧИКА 6

2.1 Функциональная схема двоичного счетчика и ее описание 6

2.2 Таблица истинности двоичного счетчика 6

2.3 Выбор элементов и интегральных микросхем 7

2.4 Описание работы базового логического элемента 9

3 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ДВОИЧНОГО СЧЕТЧИКА И ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ ЕГО РАБОТЫ 11

4 РАСЧЕТЫ: БЫСТРОДЕЙСТВИЯ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ, ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ, НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ, РАБОЧЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА В ПРОВОДНИКАХ НА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ, НАДЕЖНОСТИ 17

5 КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ 19

5.1 Технология изготовления печатной платы 19

5.2 Конструкция узла 21

5.3 Размещение элементов на плате 22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 25

Введение

Цифровой счетчик – это цифровой узел, который осуществляет подсчет поступающих на его вход импульсов. Задачей данного проекта является использование различных цифровых элементов для реализации цифрового счетчика. Данный проект является актуальным, так как цифровая техника применяется во многих сферах жизнедеятельности человека, а счетчик является неотъемлемой составляющей любого цифрового устройства.

Целью данного проекта является разработка устройства, позволяющего обеспечить заданные требования.

Предметом исследования является четырехразрядный двоичный счетчик.

Объектом исследования является использование двоичного кода для точного подсчета временных интервалов и синхронизации работы различных устройств.

1 Анализ существующих структур счетчиков

Результат счета формируется счетчиком в виде заданного кода и может храниться требуемое время. Счетчики строятся на базе триггеров. Основная сфера применения цифровых счетчиков – электронно-вычислительная техника. Потому счетчики могут использоваться в следующих целях:

• построение таймеров или выборки данных из ПЗУ в микропроцессорах;

• как делитель частоты в управляемых генераторах частоты;

• умножение частоты в целях ее разовой подстройки;

• формирование импульсов строго определенной длительности.

В связи с тем, что счетчики так же используются в цепях подстройки частоты, можно выделить две основных их функции:

• регистрация числа поступивших импульсов;

• деление частоты.

Работу счетчика, как и любого другого электронного устройства, можно оценить по ряду характеристик. В случае счетчика это:

• быстродействие – время установки нового состояния или максимальная частота подсчета входных сигналов.

• информационная емкость – максимальное число, выраженное в определенном коде, до которого счетчик может считать.

Информационная емкость счетчика характеризуется модулем счета. Он определяет максимальное число возможных состояний, что в свою очередь и определяет максимально возможное число, которое может сформировать счетчик.

Что касается классификации счетчиков, то здесь можно выделить несколько критериев, по которым можно классифицировать счетчики. Они следующие:

• по принадлежности: синхронные, асинхронные;

• по способу кодирования: двоичные, счетчики Джонсона, счетчики с кодом «1 из N», счетчики в коде Грея;

• по системе счисления: двоичные, восьмеричные, десятеричные, шестнадцатеричные;

• по способу меж разрядных связей: с последовательным переносом, с параллельным переносом, с последовательно-параллельным переносом;

• по направлению счета: суммирующие (прямой счет), вычитающие (обратный счет), реверсивные (изменяющийся счет).

Частным случаем цифровых счетчиков являются двоичные счетчики. Так как наиболее распространенным машинном кодом является двоичный код, то и эти счетчики, соответственно, получили наибольшее распространение. Самая обширная сфера их применения – персональные компьютеры. Каждый компьютер содержит микропроцессор, который работает на огромных скоростях. С целью синхронизации всех вычислений и исключения ошибок в составе микропроцессоров и применяются данные счетчики. Однако это не единственная сфера их применения. Выводы двоичного счетчика могут быть подключены к семи-сегментному индикатору, в результате чего могут быть реализованы электронные часы, секундомеры и прочие бытовые электронные устройства.