Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:elt:question55

№55 Счетчики импульсов. Суммирующие и вычитающие счетчики. Счетчик заданного числа сигналов

Счетчики импульсов (с лекции)

Счетчиком называют операционный элемент последовательного действия, который осуществляет счет импульсов, поступающих на его вход и представление их числа в двоичном коде. Количество триггеров, образующих счетчик определяют его разрядность n. Максимальное число, котрое может быть сосчитано счетчиком, называется модулем счета - «Mсч». Если при каждом новом входном импульсе выходное кодовое число увеличивается на 1, счетчик называют суммирующим, т.е. выполняющим операцию инкремента, хранящегося в нем кодового числа (слова) Если выходное число С каждого входного импульса уменьшается на 1, счетчик называют вычитающим, т.е. выполнябщим операцию дикремен6та кодового слова

На рисунке представлена схема 3-разрядного суммирующего счетчика, состоящего из 3 динамических триггеров, управляемых по срезу тактирующего импульса

img254.imageshack.us_img254_776_20120118171130.jpg

Модуль счета счетчика M=2^3=8

img820.imageshack.us_img820_9955_20120118171742.jpg

Из временной диаграммы видно, что последняя перед обнулением счетчика комбинация имеет вид «111» (Максимальное десятичное число, которое может быть сформулирована на выходе в двоичном коде, равно «7»). От 0 до 7 - восемь кодовых слов, соответствующие 8 входным импульсам. Аналогично строится счетчик на вычитание

img821.imageshack.us_img821_6462_20120118172738.jpg

img254.imageshack.us_img254_6963_20120118173039.jpg

При подаче установочного сигнала на S входы триггеров они устанавливаются и комбинация выходных сигналов устанавливаются числу 7. С каждым новым тактирующим импульсом кодовое слово будет уменьшаться на 1 и после комбинации «000» 98-го импульса) на выходах всех триггеров вновь установятся еденицы.

Иногда при построении логического устройства требуется, чтобы счетчик время от времени менял направление счета с прибавления на вычитание и обратно. Счетчик в котором реализованна такая функция называется реверсивным

img718.imageshack.us_img718_1589_20120118180018.jpg

Для того, чтобы предельная выходная комбинация счетчика заранее соответствовала опредленному заранее заданному числу, спользуют управляемый сброс счетчика. Например, для построения счтечика 10 сигналов в качестве исходного может быть взят 4-разрядный счетчик на динамических D-триггерах

img822.imageshack.us_img822_764_20120118182641.jpg

Для обнуления счетчика в момент прихода 10-го сигнала необходимо использовать уникальную комбинациб выходных сигналов. Такой комбинацией являются 2 еденицы на Q2 и Q4, которые подаются на элемент i и формируют на входе R счетчика логическую еденицу. Происходит сброс счетчика и начинается счет следующих 10 импульсов

img543.imageshack.us_img543_2530_20120118185851.jpg

Счетчики импульсов

Теоретические сведения

Счётчики используются для построения таймеров или для выборки инструкций из ПЗУ в микропроцессорах. Они могут использоваться как делители частоты в управляемых генераторах частоты (синтезаторах). При использовании в цепи ФАП счётчики могут быть использованы для умножения частоты как в синтезаторах, так и в микропроцессорах.

Простейший вид счётчика - двоичный может быть построен на основе T-триггера. T-триггер изменяет своё состояние на прямо противоположное при поступлении на его вход синхронизации импульсов. Для реализации T-триггера воспользуемся универсальным D-триггером с обратной связью, как это показано на рис ниже img21.imageshack.us_img21_3977_20120118161302.jpg Рис. 1.1 Реализация счетного T-триггера на универсальном D-триггере.

Так как эта схема при поступлении на вход импульсов меняет свое состояние на противоположное, то её можно рассматривать как счётчик, считающий до двух. Временные диаграммы сигналов на входе и выходах T-триггера приведены на рисунке

img824.imageshack.us_img824_241_20120118162104.jpg Рис. 1.2 Временные диаграммы сигналов на входе и выходах T-триггера

Обычно требуется посчитать большее количество импульсов. В этом случае можно использовать выходной сигнал первого счетного триггера как входной сигнал для следующего триггера, то есть соединить триггеры последовательно. Так можно построить любой счётчик, считающий до максимального числа, кратного степени два.

Схема счётчика, позволяющего посчитать любое количество импульсов, меньшее шестнадцати, приведена на рис. 1.3. Количество поступивших на вход импульсов можно узнать, подключившись к выходам счётчика Q0 … Q3. Это число будет представлено в двоичном коде.

img825.imageshack.us_img825_1197_20120118162244.jpg

Для того чтобы разобраться, как работает схема двоичного счётчика, воспользуемся временными диаграммами сигналов на входе и выходах этой схемы, приведёнными на рисунке 4.

img861.imageshack.us_img861_992_20120118163047.jpg

Проанализировав временную диаграмму, можно определить, что на выходах приведённой схемы счётчика последовательно в двоичном виде появляются цифры от 0 до 15. При поступлении на счётный вход счётчика очередного импульса, содержимое его триггеров увеличивается на 1. Поэтому такие счётчики получили название суммирующих двоичных счётчиков.

img821.imageshack.us_img821_4930_20120118163258.jpg

Работа вычитающего счетчика на D-триггерах наглядно проиллюстрирована на рис. 1.5. После нулевого состояния всех триггеров, с приходом первого синхроимпульса они устанавливаются в состояние «1». Поступление второго синхроимпульса приводит к уменьшению этого числа на одну единицу и т.д. После поступления восьмого импульса все триггеры обнуляются и цикл счета повторяется, что соответствует модулю М=8.

examination/elt/question55.txt · Последние изменения: 2014/01/15 08:17 (внешнее изменение)