Анализ многофункциональной структуры и синтез дискретных уст-ройств ч. 3
Содержание
Настоящее вспомоществование состоит из 3-х долей. Тут представлена 3 дробь. Она может понадобится при исследовании таковых дисциплин как: концепция вероятностей, энергоинформатика, электроника, концепция дискретных устройств, базы микропроцессорной техники, незыблемость устройств.
Выдержка
ВВЕДЕНИЕ
Целью предоставленного цикла лабораторных работ является исследование принципов построения, логической структуры и многофункциональных необыкновенностей дискретных устройств на складе програмки «Электронная лаборатория»(“Electronics Workbench”)компании “Interactive Image Technologies”, а еще приобретение практических навыков разбора и синтеза дискретных устройств разного назначения.
В третьей доли лабораторного практикума осмотрены вопросцы синтеза и разбора регистров, счетчиков а еще достоверных комбинационных схем с проверкой правильности их функционирования.
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1
ИЗУЧЕНИЕ СЧЕТЧИКОВ ИМПУЛЬСОВ
Ц е л ь р а б о т ы. Выучить предназначение, структуры, принцип деяния и индивидуальности счетчиков импульсов разных видов на складе програмки «Электронная лаборатория».
1 Cведения из теории
Счетчиком именуется приспособление, подсчитывающее количество импульсов и представляющее собой последовательное приспособление с одним двоичным входом и определенным числом внутренних состояний, отождествляемых с неким числовым кодом. Смысл числового кода является сразу выходным одним словом счетчика, представляющим итог счета. Вероятна наиболее широкая трактовка счетчика как генератора числовых кодов(к примеру, в программных устройствах, в том числе в ЭВМ).
В устройствах числовой отделки инфы счетчики обширно используют как самостоятельные изделия в качестве компонентов наиболее трудных многофункциональных устройств: в счетных схемах, схемах образования и измерения мимолетных промежутков, распределителях импульсов, в программных устройствах и др.
В счетчиках употребляют числовые коды с разными основаниями счета т. Более нередко используют двоичные(т = 2)и десятеричные(т = 10)счетчики, а еще восьмеричные(т = 8)и шестнадцатеричные(т = 16). Наибольшее количество импульсов, которое может посчитать отметчик, именуется коэффициентом(модулем)счета Ксч. Счетчики имеют все шансы существовать одноразрядными, ежели Ксч не превосходит базу счета m, многоразрядными, ежели Ксч > m. В многоразрядном счетчике выходное словечко станет изображать n-разрядное количество, в каком месте п – количество разрядов счетчика. При этом многоразрядное количество станет отражаться композицией состояний одноразрядных счетчиков:, в каком месте – известие(цифра)i-ro ряда. Коэффициент счета многоразрядного счетчика Ксч = mn.
Чтоб показывать все знаки числового кода, любой ряд счетчика обязан обладать столько же состояний, насколько цифр в используемой системе счисления. В счетчиках статического типа состояния изображаются потенциалами на его выходах, количество которых одинаково числу состояний. Положение всякого ряда может отражаться логической штукой(прямые выходы)либо логическим нулем(инверсные выходы)на соответственном выходе. На других выходах обязаны существовать логические инверсные смысла. Выходы счетчика, его состояния и числа означают 0, 1,. . . , m?1(набросок 1. 1). Эмблемой счетчиков на схемах служат буквы СТ, какие имеют все шансы дополняться числом, описывающим коэффициент(часть)счета.
Положение N = 0 именуется начальным. Для перевода счетчика в изначальное положение в нем предусматривается инструкционный ввод R. Операция «установка 0» содержится в подаче правящего сигнала на ввод R.
Ежели количество входных импульсов превосходит коэффициент счета, то отметчик переполняется и потом ворачивается в исходное положение. Таковым образом, коэффициент счета охарактеризовывает количество импульсов, доступных счету за один цикл. Опосля всякого цикла счета на крайнем выходе появляется перепад напряжения, чем разъясняется 2-ое активное предназначение счетчиков: разделение числа входных импульсов. Ежели входной знак периодический с частотой Fвх, гармоника выходного сигнала. Счетчики разрешено наделять особыми выходами, указывающими происхождение ситуации переполнения.
Импульсы числятся как в направленности роста, этак и в направленности убавления числового кода.
Сообразно течению счета счетчики разделяются на суммирующие, вычитающие и реверсивные.
В суммирующем счетчике любой следующий импульс на входе усиливает смысл кода на штуку, а в вычитающем счетчике – убавляет на штуку. Реверсионный отметчик может действовать как итоговый либо как вычитающий отметчик в зависимости от правящих сигналов, определяющих направленность счета.
Инновационная элементная основа дозволяет основывать наиболее различные счетчики. Базисными веществами для счетчиков служат JK- и D-триггеры. Хоть какой из счетчиков разрешено воплотить сообразно синхронному либо асинхронному принципу. Синхронные(тактируемые)счетчики сооружают на синхронных триггерах. В их любой ряд, не считая информационного(счетного)входа Т, владеет синхронизирующий(тактовый)ввод С. Асинхронные счетчики сооружают на асинхронных триггерах либо на синхронных, работающих в асинхронном режиме, когда тактирующий ввод С употребляется как информативный.
Двоичным счетчиком именуется отметчик, у которого выходящий код представляет собой количество в двоичной системе счисления: , в каком месте N0 – Nn-1 – двоичные числа.
Часть счета двоичного счетчика равен целой ступени числа 2 – 2n.
Сформировать бинарный отметчик разрешено, объединяя каскадно счетчики с базой счета т = 2. При т = 2 отметчик владеет лишь 2 внутренних состояния и может существовать реализован на одном триггере со счетным входом(Т-триггере). Не считая триггера, в его составе имеют все шансы существовать логические схемы для формирования правящих сигналов и сигналов переноса. Выходная двоичная переменная триггера Q описывает смысл числового кода, т. е. N=Q.
Триггеры со счетным входом не издают в облике самостоятельных изделий, а образуют их из наиболее всепригодных JK- и D-триггеров. Перечислимый ввод у интегральных JK-триггеров появляется соединением входов J и К лишь в случае синхронного Т-триггера. В асинхронном режиме роль счетного входа выполняет синхронизирующий ввод С. Триггер D-типа преобразуется в перечислимый соединением входа D с выходом. Счетные импульсы подаются на ввод С.
Конструкция связей меж разрядами зависит от метода передачи(переноса)инфы меж разрядами и используемых в счетчике триггеров, какие имеют все шансы обладать прямые либо инверсные, статические либо динамические входы, а еще различаться методом образования Т-входа. Используют 2 метода передачи инфы: поочередный от низшего ряда к высокому и синхронный(сразу во всех разрядах).
В счетчиках с поочередным переносом триггер i-гo ряда переключается выходным сигналом триггера(i?1)-го ряда счетчика. В счетчиках с параллельным переносом для формирования сигналов переноса в схему вводят конъюнктуры. На все триггеры счетчика сразу действуют входной(перечислимый)знак и сигналы с выходов остальных триггеров.
В счетчиках суммирующего типа бинарный ряд переполняется при единичном состоянии триггера, и на прямом выходе появляется логичный перепад от 1 к 0. Следственно, при применении триггеров с прямым динамическим входом в качестве сигнала переноса нужно использовать обратный вывод триггера. В счетчиках вычитающего типа ряд переполняется при нулевом состоянии триггера, и в схеме переноса нужно применять непосредственный вывод.
Проиллюстрируем работу двоичного счетчика на Т-триггерах(рисунок1. 2, а)для варианта п = 3, принимая в качестве числового кода композиции логических сигналов Q3 Q2 Q1 на прямых выходах триггеров. Пусть в исходном состоянии N = 0, т. е. все триггеры находятся в состоянии логического нуля и выходное словечко 000. Для связи меж разрядами применены инверсные выходы , потому на информационных входах другого и третьего разрядов – логические единицы.
Набросок 1. 2 – Логическая методика двоичного асинхронного счетчика на Т-триггерах(а)и кратковременные диаграммы его работы(б)
1-ый импульс(логичный перепад от 0 к 1)переключает триггер T1 в положение 1, на его инверсном выходе появляется перепад от 1 к 0(набросок 1. 2, б). Триггер Т2(а следственно, и Т3)собственного состояния не меняет. Выходящий код воспринимает смысла 001, приведенные в таблице 1. 1. На входе Т2 появляется положение логического нуля, а на входе ТЗ сберегается логическая единичка. 2-ой импульс возвратит 1-ый ряд в положение ноль. На инверсном выходе Т1 сформируется знак переноса(логичный перепад от 0 к 1), и Т2 переключится в единичное положение. На входе ТЗ станет логичный перепад от 1 к 0, и он сбережет родное смысл. Выходное словечко воспримет разряд 010.
Литература
1 Автоматизация систем энергоснабжения: Учебник для вузов ж. -д. трансп. /Ю. И. Жар-ков, В. Я. Овласюк, Н. Г. Сергеев, Н. Д. Сухопрудский, А. С. Шилов; Под ред. Н. Д. Сухопрудско-го. М. : Транспорт, 1990. 359 с.
2 Сапожников В. В. и др. Дискретные устройства жд автоматики, телемеханики и связи: Учебник для вузов ж. -д. трансп. М. : Транспорт, 1988. 255 с.
3 Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М. : Русское радио, 1975. 264 с.
4 Алексеенко А. Г. , Шагурин И. И. Микросхемотехника. М. : Радио и ассоциация, 1982. 414 с.
ВВЕДЕНИЕ
Целью данного цикла лабораторных работ является изучение принципов построения, логической структуры и функциональных особенностей дискретных устройс