Счётчики. Простейшие схемы счётчиков

Сентябрь 14, 2022

Главная
Алгебра
Счётчики. Простейшие схемы счётчиков

Содержание

2. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Простейшие схемы счётчиков. 2. Счётчики с произвольным коэффициентом пересчёта. ЛИТЕРАТУРА: Основная Л.1. А.К.Нарышкин
3. Нарисовать условно-графическое обозначение, схему, представить таблицу состояний триггера согласно задания варианта 1 вариант Асинхронный RS-триггер на
4. 1. Простейшие схемы счётчиков
5. Рис. 1, а б Какими недостатками обладает такой триггер? В каком триггере устраняются все перечисленные недостатки?
6. Основные понятия и определения Счётчик (СТ) - функциональный цифровой узел, предназначенный для счёта поступающих на его
7. Классификация счетчиков 1. По принципу действия (по направлению счёта): суммирующие (зарегистрированное в счётчике число увеличивается); вычитающие
8. 3. По модулю счёта: двоичные (двоично-десятичные); десятичные; с постоянным модулем счёта; с переменным модулем счёта. 4.
9. Маркировка счетчиков К-155ИЕ1, где: Е - счётчики, И - элементы арифметических и дискретных устройств. Условное графическое
10. Счётчик состоит из последовательно соединённых триггеров, работающих в счётном режиме. Каждый триггер называется разрядом. Применяют JK-триггер,
11. 1. Модуль счета (коэффициентом счёта, или коэффициентом пересчёта) Ксч – это число, характеризующее количество различных состоянии
12. Асинхронные счетчики
13. 1. Определение количества разрядов счетчика и составление таблицы функционирования. 2. Определение сигналов, подаваемых на тактирующие входы
14. В основе лежит Т-триггер Схемы счетчиков (Суммирующий асинхронный счётчик )
15. Работа суммирующего асинхронного счётчика 1. Триггер младшего разряда всегда переключается первым. 2. Разряды переключаются последовательно. 3.
16. Вычитающий асинхронный счётчик такой счётчик, в котором зарегистрированное в нём число уменьшается Вычитающий асинхронный счётчик 1.
17. Суммирующий асинхронный счётчик по модулю 10 Когда триггеры устанавливаются в состоянии 10102=1010, на выходе элемента И
18. Синхронные счетчики
19. Синхронный счётчик - счётчик, в котором триггеры переходят в новые состояния одновременно (синхронно). Ко всем разрядам
20. 1. Определение количества разрядов счетчика и составление таблицы его функционирования. 2. Заполнение прикладных диаграмм Вейча. 3.
21. Синхронный суммирующий счётчик На входы всех триггеров счётные импульсы поступают одновременно. Переключение разрядов в нужной последовательности
22. Синхронный суммирующий счётчик Триггер Т1 переключается каждым импульсом. Триггер Т2 переключается когда Q1=1. Триггер Т3 переключается
23. Реверсивный синхронный счетчик
24. 1. Счётчик (СТ) - функциональный цифровой узел, предназначенный для счёта поступающих на его входы импульсов и
25. 2. Счётчики с произвольным коэффициентом пересчёта
26. Общие понятия Делитель частоты – это устройство (цифровой узел) предназначенное для деления числа входных импульсов или
27. Общие понятия Классификация. По конструкции (базовым элементам): делители на двоичных счётчиках; делители на десятичных счётчиках; делители
28. Делители с постоянными коэффициентами деления Два способа построения схем делителей (пересчётных устройств) с постоянным коэффициентом деления.
29. Схема делителя с исключением последних состояний Устройство: В состав такого делителя входят n-разрядный асинхронный счётчик на
30. Схема делителя с исключением последних состояний В исходном состоянии во всех разрядах счётчика записаны 0. С
31. Схема делителя с исключением начальных состояний В основе такого делителя лежит асинхронный суммирующий счётчик на JK
32. Схема делителя с исключением последних состояний Исходным состоянием при работе данного делителя является 610=01102. По мере
33. Делители с переменными коэффициентами деления Счётчики с коэффициентом счёта КСЧ=2n могут быть использованы для построения пересчётных
34. Делители с переменными коэффициентами деления
35. Делители с переменными коэффициентами деления Работа. Делитель имеет три декады: 1. Декада единиц – переключается каждым
36. 1. В делителе с постоянными коэффициентами деления коэффициент пересчёта задан жёстко на схемном уровне. 2. В
38. Скачать презентацию

Слайд 2

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Простейшие схемы счётчиков.
2. Счётчики с произвольным коэффициентом пересчёта.
ЛИТЕРАТУРА:
Основная
Л.1. А.К.Нарышкин

«Цифровые устройств и микропроцессоры»: учеб. пособие для студ. Высш. Учебн. Заведений/ А. К. Нарышкин, 2 – е изд. - Издательский центр «Академия», 2008г. с. 179-206
Л.2. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая электроника», М.Горячая линия- Телеком, 2000г. с. 588-599
Дополнительная литература
Л.5. Е.П. Угрюмов «Цифровая схемотехника», Санкт-Петербург, 2000г. с. 150-157
Л6. Ю.А. Браммер. И.Н.Пашук «Импульсные и цифровые устройства», М.-Высшая школа, 1999г. с. 240-250, 253-256

Слайд 3

Нарисовать условно-графическое обозначение, схему, представить таблицу состояний триггера согласно задания варианта
1

вариант
Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ
2 вариант
Асинхронный RS-триггер на элементах ИЛИ-НЕ
3 вариант
Синхронный однотактный RS-триггер

Контрольные вопросы

Слайд 4

1. Простейшие схемы счётчиков

Слайд 5

Рис. 1, а б
Какими недостатками обладает такой триггер?
В каком триггере устраняются

все перечисленные недостатки?
Какое другое название имеет этот триггер?
Почему его так называют?

Контрольные воропсы

Слайд 6

Основные понятия и определения
Счётчик (СТ) - функциональный цифровой узел, предназначенный для

счёта поступающих на его входы импульсов и фиксирующий это число в каком либо коде .

Счётчики предназначены для:
подсчёта числа некоторых событий или временных интервалов;
упорядочения событий в хронологической последовательности;
адресации;
делении частоты;
запоминании и т.д.

Слайд 7

Классификация счетчиков
1. По принципу действия (по направлению счёта):
суммирующие (зарегистрированное в счётчике

число увеличивается);
вычитающие (зарегистрированное в счётчике число уменьшается);
реверсивные (работают как на сложение, так и на вычитание).
2. По логике (последовательности работы):
асинхронные (переключение элементов счётчика происходит последовательно);
синхронные (переключение элементов счётчика происходит одновременно).

Слайд 8

3. По модулю счёта:
двоичные (двоично-десятичные);
десятичные;
с постоянным модулем счёта;
с переменным модулем

счёта.
4. По назначению:
счётчики;
счётчики-делители (делители).
5. По способу реализации внутренних связей:
с последовательным переносом;
с параллельным переносом;
с комбинированным переносом;
кольцевые.

Классификация счетчиков

Слайд 9

Маркировка счетчиков
К-155ИЕ1, где:
Е - счётчики,
И - элементы арифметических и

дискретных устройств.

Условное графическое обозначение

Слайд 10

Счётчик состоит
из последовательно соединённых триггеров, работающих в счётном режиме.
Каждый

триггер называется разрядом.
Применяют JK-триггер, Т-триггер с прямым или инверсным входом управления или D- триггер.
Наиболее удобен JK - триггер, т.к. одним из его главных достоинств является отсутствие запроса состояния.

Устройство счетчиков

Слайд 11

1. Модуль счета (коэффициентом счёта, или коэффициентом пересчёта) Ксч – это

число, характеризующее количество различных состоянии счетчика и определяет его ёмкость. Ёмкость – это число импульсов, доступных счёту за один цикл, после чего счетчик возвращается в исходное состояние.
Ксч= М=2n, где n-числа разрядов.
2. Быстродействие счетчиков характеризуется двумя параметрами:
- Разрешающее время счетчика Тсч – минимальный период поступления счетных сигналов при котором не происходит ошибок в счете. Разрешающее время определяет максимальную рабочую частоту счетчика
Fсч = 1/Тсч
- Время установления кода счетчика Туст - это интервал времени между поступлением счетного сигнала на вход счетчика и установлением соответствующей кодовой комбинации на выходах счетчика.

Характеристики счетчиков

Слайд 12

Асинхронные счетчики

Слайд 13

1. Определение количества разрядов счетчика и составление таблицы функционирования.
2. Определение сигналов,

подаваемых на тактирующие входы триггеров.
3. Заполнение прикладных диаграмм Вейча и выделение на них ячеек соответствующих отсутствию разрешающего сигнала на трактующих входах триггеров.
4. Заполнение диаграмм Вейча для уравнений входов с использованием прикладных диаграмм Вейча и характеристических таблиц используемых триггеров.
5. Считывание с диаграмм Вейча уравнений входов в минимизированном виде с учетом дополнительных появившихся факультативно задаваемых значений.
6. Перевод уравнений входов в структурный вид в используемом базисе логических элементов.
7. Изображение схемы счетчика.

Синтез асинхронных счетчиков

Слайд 14

В основе лежит Т-триггер
Схемы счетчиков
(Суммирующий асинхронный счётчик )

Слайд 15

Работа суммирующего асинхронного счётчика
1. Триггер младшего разряда всегда переключается первым.
2. Разряды

переключаются последовательно.
3. Триггер более старшего разряда переключается если на выходе предыдущего триггера “1” переходит в “0”.
4. Весовой код 1-2-4. Т.е. триггер Т1 переключается каждым импульсом. Если вес равен “2” - триггер Т2 переключается каждым вторым импульсом. Если “4” - Т3 переключается каждым четвёртым импульсом.

Слайд 16

Вычитающий асинхронный счётчик такой счётчик, в котором зарегистрированное в нём число

уменьшается

Вычитающий асинхронный счётчик

1. Триггер младшего разряда переключается всегда.
2. Триггер более старшего разряда переключается если на выходе предыдущего триггера ноль переходит в единицу.
3. Разряды переключаются последовательно.

Слайд 17

Суммирующий асинхронный счётчик по модулю 10
Когда триггеры устанавливаются в состоянии 10102=1010,

на выходе элемента И возникнет импульс, принудительно устанавливающий счётчик в 0, чем исключается его избыточное состояние

Слайд 18

Синхронные счетчики

Слайд 19

Синхронный счётчик - счётчик, в котором триггеры переходят в новые состояния

одновременно (синхронно).
Ко всем разрядам такого счетчика информация о состоянии предыдущих разрядов поступает параллельно, также одновременно поступают к ним счетные (входные) импульсы.
Переключение их в нужной последовательности обеспечивается логическими цепями, которые при поступлении входного импульса одни триггеры удерживают от переключения, а другим разрешают переключиться.

Основные понятия

Слайд 20

1. Определение количества разрядов счетчика и составление таблицы его функционирования.
2. Заполнение

прикладных диаграмм Вейча.
3. Заполнение диаграмм Вейча для уравнений входов с использованием прикладных диаграмм Вейча и характеристических таблиц используемых триггеров.
4. Считывание с диаграмм Вейча уравнений входов в минимизированном виде.
5. Перевод уравнений входов в структурный вид в используемом базисе логических элементов.
6. Изображение схемы счетчика.

Синтез синхронных счетчиков

Слайд 21

Синхронный суммирующий счётчик
На входы всех триггеров счётные импульсы поступают одновременно.
Переключение разрядов

в нужной последовательности обеспечивается логическими цепями.

Слайд 22

Синхронный суммирующий счётчик
Триггер Т1 переключается каждым импульсом.
Триггер Т2 переключается когда Q1=1.
Триггер

Т3 переключается когда Q1= Q2=1.

Слайд 23

Реверсивный синхронный счетчик

Слайд 24

1. Счётчик (СТ) - функциональный цифровой узел, предназначенный для счёта поступающих

на его входы импульсов и фиксирующий это число в каком либо коде.
2. В основе счётчика лежит простейший Т-триггер.
3. В качестве разряда счетчика можно использовать любой другой универсальный триггер, реализующий собой счетный триггер (Т-триггер)
4. В любой схеме счетчика (как асинхронной, так и синхронной) счёт осуществляется последовательно.

Вывод по 1 вопросу

Слайд 25

2. Счётчики с произвольным коэффициентом пересчёта

Слайд 26

Общие понятия
Делитель частоты – это устройство (цифровой узел) предназначенное для деления

числа входных импульсов или частоты их следования на заданный коэффициент.
Делитель - счётчик, частота импульсов на выходе которого кратна частоте импульсов на входе.
Коэффициент кратности (деления) называется коэффициентом счёта.
Ксч = Nвх/Nвых

Слайд 27

Общие понятия
Классификация.
По конструкции (базовым элементам):
делители на двоичных счётчиках;
делители на десятичных счётчиках;
делители

на регистрах сдвига;
делители на кольцевых регистрах.
По коэффициенту деления:
делители с постоянными коэффициентами деления;
делители с переменными коэффициентами деления:
а) делители с целыми коэффициентами деления;
б) делители с дробными коэффициентами деления.

Обозначение на функциональной схеме

Слайд 28

Делители с постоянными коэффициентами деления
Два способа построения схем делителей (пересчётных устройств)

с постоянным коэффициентом деления.
1. Исключение последних (избыточных) состояний счётчиков.
2. Исключение начальных (главных) состояний счётчиков.

Слайд 29

Схема делителя с исключением последних состояний
Устройство: В состав такого делителя входят

n-разрядный асинхронный счётчик на Т-триггерах с установочными RS входами, имеющий на выходе дешифратор входа с заданными коэффициентами счёта, меньшими чем 2n и одним выходом.
Коэффициент счёта в данном счётчике КСЧ от 0 до2n

Слайд 30

Схема делителя с исключением последних состояний
В исходном состоянии во всех разрядах

счётчика записаны 0.
С поступлением на вход схемы счётных импульсов состояние счётчика увеличивается до КСЧ<2n.
После поступления на вход счётчика КСЧ -го импульса срабатывает дешифратор и формирует на выходе сигнал 1, который поступает на R входы и обнуляет счётчик.
Затем повторяется цикл счёта от 0 до К.
Таким образом, старшее состояние счётчика от КСЧ+1 до КСЧ =2n исключается из цикла работы. Для предупреждения ложного срабатывания на вход S всех триггеров поступает логический 0.

Слайд 31

Схема делителя с исключением начальных состояний
В основе такого делителя лежит асинхронный

суммирующий счётчик на JK триггерах с инверсными установочными RS входами. Минимальное количество триггеров в счётчике должно удовлетворять требованию:
2n-1

Слайд 32

Схема делителя с исключением последних состояний
Исходным состоянием при работе данного делителя

является 610=01102. По мере поступления счётных импульсов на вход номер состояний счётчика изменяется от 6 до 16. Затем, очередной импульс переводит счётчик в 0, а на вход элемента «И-НЕ» DD1 поступает 1. 0 с выхода DD1 через инверсные входы S триггеров второго и третьего разрядов устанавливает эти разряды в 1 (в исходное состояние). Так, в конце цикла счёта в счётчике сразу же обеспечивается ненулевое начальное состояние 610=01102. Далее работа повторяется.

Слайд 33

Делители с переменными коэффициентами деления
Счётчики с коэффициентом счёта КСЧ=2n могут быть

использованы для построения пересчётных схем с переменным коэффициентом пересчёта КСЧ<2n - делителей с переменным коэффициентом деления (ДПКД).
ДПКД позволяет получить коэффициент деления через 1.
Например, 3-х разрядный ДПКД позволяет получить коэффициент деления от 1 до 999. Рассмотрим работу такого делителя, учитывая, что коэффициент деления равен 537.
Делитель строится на базе трёх декадных счётчиков и дополнительных элементов умножения. В этом счётчике есть выход, на котором появляется 1, когда счётчик перейдёт в состояние 10.

Слайд 34

Делители с переменными коэффициентами деления

Слайд 35

Делители с переменными коэффициентами деления
Работа.
Делитель имеет три декады:
1. Декада единиц

– переключается каждым импульсом.
2. Декада десятков – переключается каждым десятым импульсом.
3. Декада сотен – переключается каждым сотым импульсом.
Элементы DD1, DD2, DD3, DD4 играют роль дешифратора.
В современной аппаратуре используется делителей с переменным дробным коэффициентом деления ДДПКД. Дробный коэффициент пересчёта достигается за счёт использования декад долей 1-ц, 10-ов, 100-н и т.д. Кроме того, в процессе работы осуществляется усреднение целочисленных коэффициентов деления путём периодического использования то КДЕЛ, то КДЕЛ+1.

Слайд 36

1. В делителе с постоянными коэффициентами деления коэффициент пересчёта задан жёстко

на схемном уровне.
2. В делителе с переменным коэффициентом деления коэффициент пересчёта не задан жёстко на схемном уровне.

Вывод по 2 вопросу

Счётчики. Простейшие схемы счётчиков

Содержание

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:1. Простейшие схемы счётчиков.2. Счётчики с произвольным коэффициентом пересчёта.ЛИТЕРАТУРА:ОсновнаяЛ.1. А.К.Нарышкин

Нарисовать условно-графическое обозначение, схему, представить таблицу состояний триггера согласно задания варианта1

1. Простейшие схемы счётчиков

Рис. 1, а б Какими недостатками обладает такой триггер?В каком триггере устраняются

Основные понятия и определенияСчётчик (СТ) - функциональный цифровой узел, предназначенный для

Классификация счетчиков1. По принципу действия (по направлению счёта):суммирующие (зарегистрированное в счётчике

3. По модулю счёта:двоичные (двоично-десятичные);десятичные;с постоянным модулем счёта;с переменным модулем

Маркировка счетчиковК-155ИЕ1, где: Е - счётчики, И - элементы арифметических и

Счётчик состоит из последовательно соединённых триггеров, работающих в счётном режиме. Каждый

1. Модуль счета (коэффициентом счёта, или коэффициентом пересчёта) Ксч – это

Асинхронные счетчики

1. Определение количества разрядов счетчика и составление таблицы функционирования.2. Определение сигналов,

В основе лежит Т-триггер Схемы счетчиков(Суммирующий асинхронный счётчик )

Работа суммирующего асинхронного счётчика1. Триггер младшего разряда всегда переключается первым.2. Разряды

Вычитающий асинхронный счётчик такой счётчик, в котором зарегистрированное в нём число

Суммирующий асинхронный счётчик по модулю 10Когда триггеры устанавливаются в состоянии 10102=1010,

Синхронные счетчики

Синхронный счётчик - счётчик, в котором триггеры переходят в новые состояния

1. Определение количества разрядов счетчика и составление таблицы его функционирования.2. Заполнение

Синхронный суммирующий счётчикНа входы всех триггеров счётные импульсы поступают одновременно.Переключение разрядов

Синхронный суммирующий счётчикТриггер Т1 переключается каждым импульсом.Триггер Т2 переключается когда Q1=1.Триггер