1.3. Делители частоты

Цифровой делитель частоты — это счетное устройство, формирующее на выходе импульсную последовательность с частотой, меньшей частоты следования входных импульсов.

Функции делителей частоты могут выполнять счетчики, поскольку импульсная последовательность на их выходе имеет меньшую частоту по сравнению с входной. При таком назначении счетчиков нет необходимости знать, какое число в них записано в настоящий момент. Поэтому делители частоты в некоторых случаях могут быть значительно проще счетчиков.

2. Задания и методические рекомендации

1. Изучите работу 4-х разрядного параллельного регистра хранения DD3 (модуль №15М), используя для контроля состояния его разрядов светодиодные индикаторы.

Установите все разряды регистра в нулевое состояние, кратковременно подав на вход R уровень логического 0. Подайте на входы D1 — D4 регистра какую—либо кодовую комбинацию (4-х разрядное двоичное число). Учитывайте, что отсутствие какого-либо сигнала на входах эквивалентно подаче на них логической единицы.

Подайте на вход записи С импульс с выхода генератора одиночных импульсов (модуль №19). Убедитесь, что при этом входная информация записалась в регистр.

2. Реализуйте на базе рассмотренного параллельного регистра хранения последовательный 4-х разрядный регистр. Проверьте правильность работы регистра в следующей последовательности.

Установите все разряды регистра в нулевое состояние. Подайте на информационный вход регистра уровень логической 1. Подав на вход записи импульс с генератора одиночных импульсов, убедитесь, что входной сигнал (единица) записался в первый разряд (триггер) регистра. Измените входной сигнал на логический 0 и, подав на вход записи второй импульс с генератора одиночных импульсов, убедитесь, что этот сигнал записался в первый разряд, в то время как во второй разряд записался первый (логическая 1) сигнал.

Изменяя или оставляя неизменными сигналы на информационном входе и подавая следующие два импульса записи, убедитесь, что входная информация последовательно записывается в регистр.

Контролируя светодиодным индикатором уровень сигнала на выходе четвертого разряда и подавая следующие четыре импульса на вход С, который теперь одновременно будет и входом считывания, проследите, как записанная информация последовательно считывается из регистра.

3. На базе двух модулей №27 соберите в соответствии с рис. 4 асинхронный суммирующий счетчик с модулем счета 16.

Подавая на вход счетчика импульсы с генератора одиночных импульсов и контролируя сигналы на разрядах счетчика светодиодными индикаторами, составьте таблицу переключений счетчика, указав в ней номер счетного импульса и состояния, которые принимают после его воздействия все разряды счетчика (Q3, Q2, Q1, Q0).

4. Изучите работу собранного счетчика в режиме делителя частоты, подав на вход сигнал с одного из выходов генератора комбинаций (модуль №13М). Зарисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов. Определите коэффициент деления частоты.

5. Соберите в соответствии с рис. 8 асинхронный одноразрядный десятичный счетчик. Проверьте его работу таким же образом, как и для двоичного счетчика. Составьте таблицу переключений.

6. Изучите работу счетчика DD2 (модуль №15М). Данный счетчик (микросхема К155ИЕ7) — реверсивный 4-х разрядный двоичный счетчик с предварительной записью. Структурная схема счетчика и его условное обозначение приведены на рис. 9.

Установка счетчика в 0 происходит при наличии на входе R логической 1. В счетчик можно записать число, двоичный код которого подан на входы D0 — D3. Для этого на вход С необходимо подать логический ноль (на входах +1 и —1 — логическая 1, на входе R - ноль). Счет начнется с записанного числа, по импульсам, подаваемым на вход +1 (в режиме суммирования) или -1 (в режиме вычитания). При этом на втором счетном входе и входе С должна быть логическая 1, на входе R — логический 0, а состояние входов D безразлично.

а)

б)

Рис. 9. Условное обозначение (а) и схема ( б) реверсивного двоичного счетчика К155ИЕ7

Одновременно с подачей на вход +1 16-го импульса на выходе СR появляется повторяющий его выходной импульс переноса, который может быть использован для увеличения разрядности счетчика (подключения к нему другого счетчика). Аналогичный выход BR используется в режиме вычитания. Используя изложенные выше правила, проверьте работу счетчика в режиме суммирования и в режиме вычитания, предварительно убедившись в возможности установления счетчика в нулевое состояние и в возможности предварительной записи.