гральных микросхемах построены агрегатные средства телемеханической техники (АСТТ).

Основными узлами устройств телемеханики являются генераторы импульсов, распределители, шифраторы и дешифраторы, а в устройствах телеизмерения, кроме того, датчики и преобразователи. Назначение и функции некоторых из этих узлов рассмотрены ниже. Чтобы иметь представление о различных способах реализации этих узлов на базе как контактных, так и бесконтактных элементов, далее приведены примеры выполнения основных функциональных узлов телемеханических устройств, даны соответствующие пояснения.

Особое значение в устройствах телемеханики имеют так называемые защитные узлы. С помощью этих узлов обеспечиваются электрическая защита оборудования, защита устройств от различных сбоев в работе, от помех, вызывающих искажение передаваемых сигналов и команд, а также контроль за состоянием и работой функциональных узлов устройства и каналов связи.

Генераторы импульсов

Назначение генераторов импульсов в устройствах телемеханики состоит в образовании серии импульсов, передаваемых в линии связи между полукомплектами устройства.

Релейно-контактные генераторы импульсов представляют собой устройства, собранные из электромагнитных реле. Наиболее элементарными являются генераторы, построенные на двух реле. Такие генераторы принято называть «пульс-парами» (рис. 12,а).

Рис. 12. Двухрелейный генератор импульсов.

а — принципиальная схема; б — временная диаграмма импульсов;

Через размыкающий контакт реле подается на обмотку реле 1 и последнее срабатывает; через его замыкающий контакт получает питание обмотка реле 2, которое, срабатывая, своими размыкающими контактами, во-первых, обрывает цепь питания линии связи, нормально обтекаемой током, а, во-вторых, обесточивает реле 1. Реле 1, отпадая, обрывает питание

37

обмотки реле 2П, что приводит схему в исходное положение. Таким образом, в линии связи образуется серия пауз и импульсов тока. На временной диаграмме (рис. 12,б) стрелками показана последовательность срабатывания элементов схемы.

Всхемах устройств телемеханики генератор импульсов содержит специальные элементы, которые образуют в серии импульсный избирающий признак (например, удлиненную паузу или импульс), соответствующий определенной команде или положению объекта. Применяя в схемах пульс-пары реле с выдержкой времени, можно регулировать длительность импульса или паузы.

Вкачестве примера рассмотрим работу еще одной схемы генератора импульсов (рис. 13), используемой в телемеханическом устройстве УТМ-1. Схема состоит из пульс-пары (реле 1П, 2П); дополнительного реле (Д), имеющего выдержку времени на отпускание; кнопок управления: объектных КУ и общей пусковой КП для устройства телемеханики; шагового искателя ШИ.

Когда устройство находится в работе (кнопка КП нажата), по цепи «плюс – ламель ШИ-I – кнопка КП – обмотка реле 1П – минус» подается питание на реле пульс-пары. Это реле, срабатывая, во-первых, разрывает цепь питания обмотки реле 2П, ранее обтекавшейся током по цепи: «плюс

–размыкающий контакт реле 1П – размыкающий контакт реле Д – обмотка реле 2П – минус», и, во-вторых, подготавливает к срабатыванию реле Д. При нажатии пусковой кнопки КП запускается в работу также шаговый искатель ШИ (обмотка ШИ на рис. 13 не показана), щетки которого начинают переходить с одной ламели на другую. При переходе щетки ШИ-I с ламели 0 на ламель 1 обесточивается реле 1П, так как реле 2П отпущено и, следовательно, его замыкающий контакт в цепи «ШИ-I/1 – обмотка реле 1П» разомкнут. Реле 1П, отпадая, включает реле 2П. Последнее, замыкая свой контакт в цепи обмотки реле 1П, вновь включает это реле, и, таким образом, в линию связи через замыкающий контакт реле 2П будет поступать импульсная серия.

При нажатии ключа управления КУ (например, ключа 1КУ, соответствующего ламели 2 ШИ-II) в момент когда щетка ШИ-II попадает на ламель 2, при включенном реле 1П срабатывает реле 2П. Такая задержка обеспечивает поступление в линию связи удлиненной паузы, соответствующей выбранному объекту.

Бесконтактные генераторы импульсов представляют собой различные переключающиеся схемы, построенные на полупроводниковых элементах или магнитных элементах с прямоугольной петлей гистерезиса.

Основными достоинствами бесконтактных генераторов по сравнению с релейно-контактными являются неограниченное число срабатываний, строгое постоянство параметра импульсов при изменениях в широких

38

пределах напряжения питания и температуры окружающей воздуха, практически мгновенный переход из нерабочего режима в рабочий и наоборот.

Рис. 13. Релейный генератор импульсов.

Схемы бесконтактных генераторов импульсов (мультивибраторы, триггеры и т. п.) достаточно хорошо описаны в технической литературе по электронике и телемеханике.

3.2. Датчики автоматических систем

Основой любого управления является информация. Информацию о состоянии объекта воспринимает датчик.

Датчик – устройство, предназначенное для восприятия измеряемого параметра и преобразовании его в величину, удобную для дальнейшего использования.

Датчики имеют различную конструкцию, зависящую в основном от физической природы измеряемой величины, принципа измерения.

В общем случае датчик можно рассматривать состоящим из чувстви-

тельного, преобразующего и кодирующего элементов.

Чувствительный элемент (ЧЭ), являющийся необходимым элементом датчиков систем автоматики, непосредственно взаимодействует с контролируемым процессом.

Главная характеристика чувствительного элемента – это коэффициент соответствия

Ксп =	Jчэ − Рчэ	,	(23)
	Jчэ

где Jчэ – количество информации о процессе, полученное с помощью чувствительного элемента; Рчэ – значение отрицательного влияния метода и средства измерения на процесс.

Преобразующий элемент (ПЭ) – это второй за ЧЭ элемент, который преобразует сигнал ЧЭ в механический, гидравлический, пневматический сигнал, удобный для дальнейшего координирования и передачи.

39

Основная характеристика ПЭ – коэффициент чувствительности

	ΚПЭ =	d XвыхПЭ	≈	∆ХвыхПЭ	,	(24)
		d ХвхПЭ		∆ХвхПЭ

где Хвх – сигнал на входе ЧЭ; Хвых – сигнал на выходе ЧЭ.

При линейной статистической характеристике преобразующего элемента

	ΚПЭ =	X выхПЭ	.	(25)
		ХвхПЭ

Кодирующий элемент (КЭ) преобразует выходной сигнал ПЭ в информационный сигнал, удобный для восприятия последующими устройствами. В большинстве случае на выходе ПЭ бывает непрерывный аналоговый сигнал, в то время как УПУ использует элемент с прерывистым (дискретным) сигналом (промежуточное реле, электромагнит). Поэтому КЭ преобразует аналоговый сигнал в дискретный (рис.14).

Хвых КЭ

≤ Х0 ;

Х

0 при ХвхКЭ

1

выхКЭ

=

1 при Х

выхКЭ

> Х

0

.

Хвх КЭ

0

0

Х

Хвых КЭ

′′

−1 при ХвыхКЭ ≤

Х0 ;

ХвыхКЭ = 0 при Х0′ <

ХвхКЭ < Х0′′;

1

1 при ХвыхКЭ ≥ Х0 .

Хвх КЭ

Х”0

0

-1

Х’0

Рис. 14. Временные диаграмма кодового элемента

Классификация датчиков

40

Классификация датчиков может осуществляться по различным признакам.

По виду контакта:

•контактные;

•бесконтактные.

По принципу действия:

•параметрические;

•генераторные;

•комбинированные.

Параметрические датчики преобразуют изменение неэлектрической величины в изменение какого-либо параметра электрической цепи (например, разрыв или короткое замыкание электрической цепи, изменение активного сопротивления, индуктивности, взаимной индуктивности, емкости).

Генераторные датчики под действием измеряемой величины сами генерируют электрическую энергию, поэтому для своей работы не требуют питающего напряжения (например, термоэлектрические датчики, фотогенераторы, тахогенераторы, вибродатчики).

Комбинированные датчики – это датчики с промежуточным преобразованием. Измеряемая величина первоначально преобразуется в световой, звуковой или какой-либо иной сигнал, который в дальнейшем трансформируется в электрический сигнал (фотоэлектрические, радиоактивные).

Статические и динамические характеристики датчиков

Статической характеристикой датчика называется зависимость установившегося значения выходной величины (Хвых) от соответствующей установившегося значения входной величины (Хвх).

Уравнение статической характеристики датчика имеет вид

Хвых = ƒ (Хвх). (26)

Динамической характеристикой датчика называют зависимость выходной величины Хвых от времени.

В общем случае динамическая характеристика описывается дифференциальным уравнением связи

&	&&	&	&&	2
f [Xвых( t ), Xвых( t ), X		вых( t ),...,Xвх( t ), Xвх( t ), Xвх( t ),...,t,t ,...] = 0 (27)

Чувствительность, порог чувствительности,

41

основная погрешность преобразования, динамический режим работы датчика

Для оценки работы датчиков в установившемся режиме используются понятия: чувствительность, порог чувствительности, вид статической характеристики, погрешность преобразования.

Чувствительность (S) – это отношение приращения выходной величины к приращению входной, когда последнее стремится к нулю

	∆Хвых
S =			.	(28)
	∆Хвх ∆Хвх→0

Чувствительность характеризуется крутизной статической характеристики датчика и постоянна только в случае линейной статической характеристики.

Хвых			Хвых

∆Хвых2

∆Хвых ∆Хвых1

Хвх

∆Хвх

∆Хвх1

∆Хвх2

Хвх

Линейная статическая

Нелинейная статическая

характеристика

характеристика

Рис. 15. Статические характеристики датчиков

Порог чувствительности (Хп) – это наименьшее значение входной величины, способное вызвать изменение выходного сигнала (рис. 16).

Хвых

42

Рис. 16. К понятию порога чувствительности

Желательно чтобы Хп было как можно меньше.

Основная погрешность преобразования – это максимальная разность между фактическим значением выходного сигнала и его номинальным значением, выраженное в процентах от разности предельных значений выходного сигнала

	Хвыхф - Хвых н
			·100 %.	(29)
δ=
	Хвых max - Хвых min

Динамический режим работы датчика характеризуется кривой динамического процесса, которая отражает характер изменения выходного сигнала в функции времени при скачкообразном изменении сигнала на входе (рис. 17).

Хвх

t

Хвых

t

t0

Рис. 17. Временные диаграммы динамического режима датчика

3.3. Сельсины

43

Сельсин – это миниатюрная электрическая машина, сходная с трехфазным синхронным генератором или двигателем.

Конструктивное исполнение сельсинов может быть различным. Обычно ротор имеет однофазную обмотку, а статор – трехфазную (три обмотки, расположенные в пространстве друг относительно друга под углом 120°).

Сельсины всегда работают в паре. Один из сельсинов называется сель- сином-датчиком (СД), а другой – сельсином-приемником (СП). Угол поворота ротора СД преобразуется в электрический сигнал, который передается по проводам (на любое расстояние) и воспринимается СП. Поступивший сигнал преобразуется в такое же угловое перемещение ротора СП. В системах автоматики сельсинные пары применяются в двух основных режимах: индикаторном и трансформаторном.

Схема включения сельсинной пары в индикаторном режиме имеет вид

(рис.18).

~110 В

СД

СП

Рис. 18. Индикаторный режим работы сельсинной пары

Роторы обоих сельсинов подключены к источнику переменного тока, трехфазные статорные обмотки, включенные по схеме «звезда», соединены между собой.

Однофазный переменный ток ротора создает в магнитной цепи каждого сельсина переменный магнитный поток, который наводит в обмотках статора ЭДС. При одинаковых положениях роторов СД и СП ЭДС в каждой фазе СД уравновешивается соответствующей ЭДС СП. Поэтому ток в обмотках статора отсутствует. При повороте ротора СД ЭДС в обмотках статора СД изменяются, в результате чего нарушается равновесие с ЭДС обмоток статора СП. Под действием разности ЭДС в цепи статоров протекают уравнительные токи.

Взаимодействие этих токов с магнитным потоком создает на валах СД и СП синхронизирующий момент, стремящийся свести угол рассогласования θ=αСД-αСП к нулю. Однако этот момент мал и практически достаточен лишь для перемещения стрелок или других указательных устройств,

44

поэтому индикаторный режим применяется обычно в системах контроля. В зависимости от величины θ сельсины делятся на 4 класса точности, который определяется по максимально возможной средней ошибке

	θ =	θ1 −θ2	,	(30)
		2

где θ1 и θ2 – абсолютные значения максимальных ошибок, полученные при вращении ротора СД по и против часовой стрелки.

Сельсинная пара рассматривается как безынерционное устройство. Погрешность сельсинов обычно не превышает десятых долей градуса. Главной причиной возникающих погрешностей являются дефекты изготовления: электрическая и магнитная асимметрия, неточная центровка, эллиптичность ротора и т.д.

Схема включения сельсинной пары в трансформаторном режиме имеет вид (рис.19).

N

~110 В

V

СД

СП

Рис. 19. Трансформаторный режим работы сельсинной пары

Отличие трансформаторного режима от индикаторного в том, что однофазная обмотка ротора СП подключается не к источнику питания, а ко входу усилителя (т.е. является выходной). На лабораторном стенде ротор СП заторможен, а в схемах следящих систем ротор механически жестко связан с валом исполнительного двигателя. Такая схема применяется для передачи движения на исполнительные устройства, нагруженные большими моментами.

Выходное напряжение будет равно нулю при разности углов поворота 90°, так как результирующий магнитный поток в этом случае не будет пересекать витки ротора СП. Это положение принимается за нулевое. Любое рассогласование сопровождается появлением напряжения на выходе,

45

причем выходное напряжение является функцией синуса угла рассогласования

uвых=k sinθ,	(31)
где k=1 В/град.
Для достаточно малых углов
uвых=k θ.	(32)

Эти выражения отражают не только зависимость величины выходного напряжения от угла рассогласования, но и зависимость фазы этого напряжения от знака рассогласования. При изменении знака рассогласования фаза выходного напряжения меняется на 180°.

Трансформаторный режим работы сельсинов широко применяется в следящих системах, предназначенных для синхронного вращения двух валов, механически между собой не связанных. Один из валов является входным (например, вал стрелкового прицела) и обычно требует для своего перемещения небольших усилий, другой – выходным (например, вал, связанный с самолетной пушкой) и, как правило, для его перемещения необходимы значительные усилия.

3.4. Дешифраторы, шифраторы, триггеры и счетчики

На базе логических элементов построены такие устройства, как шифраторы, дешифраторы.

Таблица 1

Условное обозначение и таблица истинности шифратора

Условное обозначение												«1» на		Выходы
							шифратора					входе	1	2	4	8
												0	0	0	0	0
							0	CD
												1	0	0	0	1
							1
									1			2	0	0	1	0
							2
							3		2			3	0	0	1	1
							4
												4	0	1	0	0
									4
							5
												5	0	1	0	1
							6		8
												6	0	1	1	0
							7
							8					7	0	1	1	1
							9
												8	1	0	0	0
												9	1	0	0	1

Условное обозначение и таблица истинности шифратора приведены в табл. 1.

Шифратор (кодер) преобразует сигнал на одном из его входов в n- разрядное двоичное число. При появлении сигнала логической единицы на

46

одном из десяти входов на четырех выходах шифратора будет присутствовать соответствующее двоичное число.

Дешифратор (декодер) преобразует код, поступающий на его n-входов, в сигнал логической единицы только на одном из его выходов. Дешифратор n-разрядного двоичного числа имеет 2n выходов.

Различные типы дешифраторов применяются в схемах цифровой индикации информации. Особенно широко применяются дешифраторы, преобразующие информацию в код для семисегментных индикаторов.

Таблица 2

Условное обозначение и таблица истинности дешифратора

	Условное обозначение											Входы			«1» на
					дешифратора						1	2	4	8	выходе
											0	0	0	0	0
											0	0	0	1	1
						DC	0
							1				0	0	1	0	2
					1		2					0
											0		1	1	3
							3
					2						0	1	0	0	4
							4
												1
					4		5				0		0	1	5
							6					1
					8						0		1	0	6
							7
											0	1	1	1	7
							8
											1	0	0	0	8
							9
											1	0	0	1	9

Условное обозначение и таблица истинности дешифратора приведены в табл. 2.

Триггеры на интегральных микросхемах

RS-триггер

R	1	Q	R	&	Q

1	Q	&	Q
S		S
а		б

Рис. 20. RS-триггер, реализованный на логических

элементах ИЛИ-НЕ (а) и И-НЕ (б)

Асинхронный RS-триггер имеет два информационных входа R и S. Входы S и R названы по первым буквам английских слов set – установка и

47

reset – сброс. При S=1 и R=0 на выходах триггера появляются сигналы: на прямом выходе Q=1, на инверсном Q =0. При S=0 и R=1 выходные сигналы триггера принимают противоположные состояния (Q=0, Q =1). Этот

триггер не имеет тактового входа. Простейший RS-триггер можно реализовать на логических элементах ИЛИ-НЕ и И-НЕ, как показано на рис. 20.

Таблица 3

Схемное обозначение

и таблица истинности асинхронного RS-триггера

		Схемное							Входные			Состояние
	обозначение								сигналы				выхода
									R		S	Q(t)		Q(t+1)
					Q				0		0	0		0
			T
		R							0		0	1		1
									0		1	0		1
						Q								1
		S							0		1	1
									1		0	0		0
														0
									1		0	1
									1		1	0		Не
									1		1	1		определе-
														но

Условное обозначение и таблица истинности RS-триггера приведены в табл. 3. RS-триггер не допускает одновременно наличие на входах активных сигналов «S=1, R=1». В этом случае не выполняется условие его

функционирования, поскольку на выходах Q и Q логические уровни пе-

рестают быть взаимно инверсными, состояние выхода оказывается неопределенным. Данные комбинации считаются запрещенными.

R

t

S

t

Q

Рис. 21. Временная диаграмма

асинхронного RS-триггера

Режим «S=1, R=0» называют режимом записи режим «S=0 и R=1» – режимом записи «0», так как

t

«1», так как Q(t+1)=1; Q(t+1)=0; режим «S=0,

48

R=0» – режимом хранения информации, так как информация на выходе остается неизменной. Временная диаграмма асинхронного RS-триггера

Синхронный RS-триггер отличается от асинхронного наличием входа С для синхронизирующих тактовых импульсов. Переключение этого триггера под действием сигналов на входах R и S происходит только при появлении высокого уровня на тактовом входе С, что хорошо видно на временной диаграмме.

	R	ТТ	Q	C	t
				S	t
	C
			Q	R	t
	S			Q	t

Рис. 22. Схемное обозначение и временная диаграмма синхронного RS-триггера

Схемное обозначение и временная диаграмма синхронного RS- триггера приведены на рис. 22.

D-триггер

Таблица 4

Схемное обозначение и таблица истинности D-триггера с потенциальным управлением

Схемное	Входные	Состояние
обозначение	сигналы	выхода	Примечание

СD Q(t) Q(t+1)

				Q				0	0	0	0
	D	T										Хранение
								0	0	1	1
								1	0	0	0
	C				Q							Запись «0»
								1	0	1	0
								1	1	0	1	Запись «1»
								1	1	1	1

Условное обозначение и таблица истинности D-триггера приведены в табл. 4. D-триггер (триггер задержки) – это устройство с двумя устойчивыми состояниями и двумя входами: информационным входом D переключения триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе, и синхронизирующим входом С. Этот триггер может быть только синхронным. D-триггеры могут быть с потенциальным и динамическим управлением.

У D-триггеров с потенциальным управлением информация со входа D переписывается на выход Q в течение времени, при котором синхросигнал

49

активен С=1. При пассивном синхросигнале триггер не чувствителен к изменениям информационного сигнала (рис. 23).

C

t

D

t

Q

t

Рис. 23. Временная диаграмма D-триггера со статическим управлением

В триггерах с динамическим управлением информация записывается (передается на выход Q) по фронту или спаду сигнала синхронизации на входе С.

			D
D	ТТ	Q	t
C			C
		Q
			t

Q

t

Рис. 24. Схемное обозначение и временная диаграмма D-триггера с динамическим управлением по спаду сигнала синхронизации

Временная диаграмма D-триггера с динамическим управлением по спаду сигнала синхронизации приведена на рис. 24.

Т-триггер

50

Т-триггер – это устройство с двумя устойчи-
выми состояниями и одним счетным (информа-	D ТТ	Q
ционным) входом Т. Счётным он называется по-
тому, что он подсчитывает количество импуль-	C
сов, поступивших на его вход.		Q
Триггер переключается каждый раз в проти-
воположное состояние по фронту или по спаду	Рис. 25. Т-триггер на
управляющего сигнала на входе Т. Т-триггер мо-
жет быть выполнен на основе D-триггера с дина-	базе D-триггера
мическим управлением путем соединения инверсного выхода со входом D
(рис. 25). Счетный триггер из D-триггера с потенциальным управлением
получить нельзя.
Т-триггеры используются при построении схем различных счётчиков,
поэтому в составе больших интегральных схем различного назначения
обычно есть готовые модули этих триггеров.

		T
	Q	t
	ТТ	Q
	Т
		t
	Q
		Q
		t

Рис. 26. Схемное обозначение Т-триггера, работающего по спаду синхронизирующего сигнала, и его временная диаграмма

Схемное обозначение Т-триггера, работающего по спаду синхронизирующего сигнала, и его временная диаграмма приведены на рис. 26.

JK-триггер

JK-триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный Q . JK-

триггер имеет пять входов: R – асинхронный вход установки в состояние «0» (Q=0); S – асинхронный вход установки в состояние «1» (Q=1); К – синхронизируемый вход установки в состояние «0» (Q=0); J – синхронизируемый вход установки в состояние «1» (Q=1); С –синхронизирующий вход.

Асинхронные входы R и S работают так же, как в RS-триггере, независимо от сигналов на остальных входах: режим «S=1, R=0» – режим записи «1»; режим «S=0 и R=1» – режим записи «0»; режим «S=R=0» – режим

51

хранения информации. Не допускается одновременно наличие на входах R и S активных сигналов «S=R=1».

При S=R=0 логика работы входов J, K и C такова: если на входе J логическая 1, а на входе K – логический 0, то по спаду синхроимпульса на входе C триггер установится в состояние «1». Если на входе J – логический 0, а на входе K – логическая 1, то по спаду синхроимпульса на входе C триггер установится в состояние «0». В случае, когда и на входах J и K логические нули, то независимо от сигнала на входе C состояние триггера не меняется. И последний режим работы, когда на входах J и K логические единицы, JK-триггер работает в режиме делителя частоты сигнала на входе С. Это означает, что по заднему фронту каждого тактового импульса состояние триггера меняется на противоположное.

Таблица 5

Схемное обозначение и таблица истинности JK-триггера

		Схемное								Входы				Состояние		Примечание
		обозначение												выходов
										С	K		J	Q(t)	Q(t+1)
										0	*	*		0	0	Режим хранения информации
		S		TT
						Q				0	*	*		1	1
										1	0	0		0	0
		J														Режим хранения информации
										1	0	0		1	1
		K
		C								1	0	1		0	1	Режим установки единицы
						Q
										1	0	1		1	1	J=1
		R
										1	1	0		0	0	Режим записи нуля K=1
										1	1	0		1	0
										1	1	1		0	1	Счетный режим триггера
										1	1	1		1	0	J=K=1

Примечания: 1. * – любое состояние входа.

2. Таблица справедлива при R=S=0.

Условное обозначение и таблица истинности JK-триггера приведены в табл. 5. Из таблицы истинности JK-триггера видно, что при J=1 и K=0 триггер по тактовому импульсу устанавливается в состояние 1 (Q=1); при J=0 и К=1 триггер по тактовому импульсу устанавливается в состояние «0» (Q=0); при J=K=0 триггер хранит ранее принятую информацию независимо от сигнала на синхронизирующем входе С; при J=K=1 состояние выхода Q триггера с каждым импульсом на синхронизирующем входе С изменяется на противоположное. Триггер становится делителем частоты на 2.

52

	C		t
	J		t
	K		t
	Q		t
	Q		t
			Рис. 27. Временная диаграмма
			JK-триггера при R=S=0
На рис. 27 приведена временная диаграмма JK-триггера, иллюстри-
рующая переключение триггера по спаду синхронизирующего сигнала в
зависимости от состояния входов J и K.
			Счетчики
На рис. 28 приведены условное обозначение четырехразрядного дво-
ичного счетчика на схеме и его временная диаграмма.
D0	СТ2	1	C
				t
D1		2	1
D2		4	2	t
D3		8
V			4	t
C
R			8	t
PI		Р
				t
	а		б
Рис. 28. Условное обозначение четырехразрядного двоичного счетчика
			в схеме и его временная диаграмма

Входы D0–D3 называются информационными входами и служат для записи в счетчик какого-либо двоичного состояния. Это состояние отобразится на его выходах и от него будет производиться начало отсчета. Дру-

53

гими словами, это входы предварительной установки. Вход V разрешения предустановки служит для разрешения записи кода по входам D0–D3. Предварительная запись в счетчик производится при подаче сигнала разрешения записи на вход V в момент прихода импульса на тактовый (счетный) вход С. Знак «\» на входе С означает, что счетчик срабатывает по спаду импульса. Знак «/» на входе С означает, что счетчик срабатывает по фронту импульса.

Вход R служит для обнуления счетчика, т. е. при подаче импульса на этот вход на всех выходах счетчика устанавливается логический ноль. Вход PI называется входом переноса. Выход P называется выходом переноса. На этом выходе формируется сигнал при переполнении счетчика (когда на всех выходах устанавливаются логические единицы). Этот сигнал обычно подается на вход переноса следующего счетчика. На выходах 1,2,4,8 формируется двоичный код, соответствующий числу поступивших на вход счетчика импульсов. Как видно из временной диаграммы, частота импульсов на этих выходах делится соответственно на 1, 2, 4 и 8.

3.5. Регистры, распределители и коммутаторы

Регистрами называются устройства для приема, хранения, передачи и преобразования информации, представленной обычно в двоичной системе счисления. На рис. 29 приведена схема трехразрядного регистра сдвига на JK-триггерах. Предварительно подачей сигналов на установочные входы R и S все триггеры установлены в нулевое состояние (Q1=Q2=Q3=0).

			Выход
S TT1	Q1	S TT2 Q		S TT3 Q3
			2
J		J		J
+ K		K		K
C	Q1	C	Q 2	C	Q 3
				R
R		R

Рис. 29. Регистр сдвига на JK-триггерах

54

C

Q1 t

t

Q2

t

Q3

Рис. 30. Временная диаграмма регистра сдвига	t

Установим триггер ТТ1 в состояние Q1=1. При этом состояние регистра определится совокупностью значений Q1Q2Q3=100. Под действием первого импульса синхронизации С состояние триггера изменится на Q1Q2Q3=010 (рис. 30), под действием второго импульса синхронизации – на Q1Q2Q3=001 и т.д. Таким образом, под действием каждого импульса синхронизации происходит сдвиг двоичного числа на один разряд.

Таблица 6

Условное обозначение и таблица истинности мультиплексора

Условное обозначение								Адрес		На выход Q
мультиплексора										передается
								А0	А1	информа-
		D0	MX
										ция со вхо-
		D1								да
		D2		Q				0	0	D0
		D3
										D1
								0	1
		A0
										D2
								1	0
		A1
										D3
								1	1

55