Двоичный счетчик

Тамбовский государственный технический университет

УТВЕРЖДАЮ

Зав. Кафедрой Э и А

В. Ф. Калинин

«»20г.

«Информационно – измерительная техника и электроника»

Тема №3 ИМПУЛЬСНЫЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Лекция №11

Тема лекции:

ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Цель лекции: изучить конструкцию и принцип действия транзисторного ключа, мультивибратора и триггера.

Содержание

(Программные вопросы лекции)

1. Двоичный счетчик.

Регистры.

3. Преобразователи двоичных кодов.

Учебно-материальное обеспечение

Литература для самостоятельной работы:???

1. В.П.Попов Основы теории цепей. –М.: Высшая школа.2000, (с.6-7).

2. Г.И. Атабеков. Теоретические основы электротехники. Ч.1. – М.: Энергия, 1978, (с.14-18).

Тема лекции: ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Введение.

В данной лекции мы рассмотрим основные типы цифровых устройств: двоичные счетчики,

Двоичный счетчик.

Счетчик - такое устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счетчики строятся на Т -триггерах, причем вход первого триггера является входом счетчика. Номер состояния счетчика, как и регистра, определяется значением на выходах триггеров, образующих двоичный код числа , причем .

.

Текущее состояние СТ (количество импульсов, поступивших на вход СТ) определяется двоичным кодом, в качестве разрядных цифр которого служат сигналы с выходов соответствующих триггеров. Оно может быть определено также номером состояния, т.е. десятичным эквивалентом двоичного кода.

Классификация.

Счетчики могут быть синхронными и асинхронными.

По реализуемым функциональным возможностям возможно построение суммирующих, вычитающих, реверсивных счетчиков. По способу организации внутрикаскадных связей, определяющих быстродействие, счетчики различают с последовательным, параллельным и сквозным переносом.

Основными характеристиками счета являются:

1. Быстродействие

2. Коэффициент счета.

Классификационные признаки независимы и могут встречаться в различных комбинациях.

А®10011 + 1 10100®А+1

В суммирующем счетчике состояние счетчика (двоичный код на его выходах) с каждым импульсом увеличивается на единицу. На примере сложения числа с единицей проанализируем изменение кода после сложения

1. Триггер нулевого разряда переключается в противоположное состояние независимо от состояния других триггеров, т.к. входной импульс имеет и фронт и срез.

2. Переключение триггеров в счетчике происходит в противоположное состояние

3. Переключение происходит от младшего разряда к старшему по срезу, т.е. прямой выход предыдущего триггера соединяется с инверсным входом (срабатывает по срезу).

Принцип построения и таблица истинности суммирующего счетчика отражены на рис. 1 и табл. 1.

Таблица истинности суммирующего счетчика

N имп	Q 2	Q 1	Q 0
			1

Каждый триггер счетчика делит частоту на 2, а коэффициент деления счетчика , где n – число разрядов в счетчике. В пределах коэффициента счета количество поступивших импульсов однозначно отражается двоичным кодом на выходах счетчика. Максимальное число, которое может быть записано в счетчик , очередной импульс обнуляет счетчик и счет начинается сначала.

В вычитающем счетчике при поступлении очередного импульса число, записанное в нем, уменьшается на единицу, соответственно особенности построения вычитающего счетчика можно проанализировать на примере

_ 11000 (24)(10) 10111 (23)(10)

Отсюда очевидно, что разница между вычитающим и суммирующим счетчиками заключается в способе соединения триггеров. Для вычитающего счетчика необходимо, чтобы прямой вход старшего триггера был соединен с прямым выходом младшего (или реально инверсный выход с инверсным входом).

Таблица истинности вычитающего счетчика

N имп	Q 2	Q 1	Q 0

Реверсивные счетчики могут работать как в режиме сложения, так и в режиме вычитания. Как следует из рис. 1, 2, для изменения режима работы необходимо подключать или прямой, или инверсный выход предыдущего триггера, входящего в счетчик, к Т входу последующего.

Если за период времени T поступит К импульсов при работе счетчика в режиме суммирования и N импульсов при работе счетчика в режиме вычитания, то состояние счетчика будет равно K - N (при условии, что число импульсов K и N может однозначно подсчитываться счетчиком, т.е. разрядность счетчика и ).

Интегральные микросхемы, в которых реализованы счетчики, обозначаются буквенным кодом ИЕ (ИЕ6, ИЕ7,ИЕ12, ИЕ13, и т.п.)