Лабораторная работа № 11. Исследование счетчиков
Введение
Счетчики - устройства, предназначенные для счета числа импульсов, поступающих на их вход. Каждый счетный импульс изменяет состояние счетчика на единицу. Если при счете коды состояния расположены в возрастающем порядке, то счетчик называется суммирующем, если в убывающем порядке - вычитающим. Счетчики, у которых направление счета может изменяться, называются реверсивными.
Число разрешенных состояний счетчика называется модулем счета Кс. При поступлении на счетчик числа импульсов больше Кс счетчик возвращается в исходное состояние. Счетчики, у которых модуль счета равен целой степени числа 2 (Кс = 2n), называются двоичными. Основу счетчиков составляют триггерные схемы. Счетчики могут быть собраны на D-триггерах или JK-триггерах. Триггеры соединяются последовательно.
Число, образуемое состоянием инверсных выходов триггеров счетчика, связано с числом, образованным состоянием прямых выходов триггеров соотношением: NПР = 2n – NИНВ –1, где n – число разрядов счетчика.
По способу организации межразрядных связей счетчики делятся на:
Асинхронные (переключение триггеров в разрядах осуществляется последовательно один за другим);
Синхронные (переключение триггеров в разрядах осуществляется одновременно по сигналу синхронизации).
Основным динамическим параметром, определяющим быстродействие счетчика, является время установления выходного кода tk, характеризующее временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.
Цели и задачи работы
Цель работы: Изучение структуры и работы суммирующих и вычитающих двоичных счетчиков.
Задачи работы:
1. Исследование суммирующих счетчиков.
Выполнение работы:
Результаты занести в таблицы результатов экспериментов.
3. Задание.
3.1. Исследование асинхронного суммирующего счетчика на D-триггерах.
Рис. 1. Асинхронный суммирующий счетчик на D- триггерах
а. Соберите схему приведенную на рис. 1. Включите схему.
б. Подавайте на вход схемы тактовые импульсы при помощи ключа [С] и составьте таблицу состояний
Таблица 1 – Таблица состояний
|
|
Q1 |
Q2 |
Q3 |
Q4 |
Индикатор Q |
Индикатор ~Q |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
F |
|
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
E |
|
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
2 |
D |
|
4 |
1 |
1 |
0 |
0 |
3 |
C |
|
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
B |
|
6 |
1 |
0 |
1 |
0 |
5 |
A |
|
7 |
0 |
1 |
1 |
0 |
6 |
9 |
|
8 |
1 |
1 |
1 |
0 |
7 |
8 |
|
9 |
0 |
0 |
0 |
1 |
8 |
7 |
|
10 |
1 |
0 |
0 |
1 |
9 |
6 |
|
11 |
0 |
1 |
0 |
1 |
A |
5 |
|
12 |
1 |
1 |
0 |
1 |
B |
4 |
|
13 |
0 |
0 |
1 |
1 |
C |
3 |
|
14 |
1 |
0 |
1 |
1 |
D |
2 |
|
15 |
0 |
1 |
1 |
1 |
E |
1 |
|
16 |
1 |
1 |
1 |
1 |
F |
0 |
Выводы
В данной работе был смоделирован и исследован асинхронный счетчик на D-триггерах. Так как один индикатор был подключён к Q-выходам триггеров, то при счёте отображаемые им коды располагались в возрастающем порядке, а вся система из соединенных таким образом триггеров и индикатора представляла собой суммирующий счётчик. В свою очередь, второй индикатор был подключён к ~Q-выходам и отображал коды, располагавшиеся в убывающем порядке. Такая система представляла собой вычитающий счётчик.