полупроводниковые резисторы. 3. Диоды выпрямительные. Основные свойства и характеристики. 3

• Название: 3. Диоды выпрямительные. Основные свойства и характеристики. 3
• Анкор: полупроводниковые резисторы
• Дата: 20.03.2022
• Размер: 3.83 Mb.
• Имя файла: 1_Poluprovodnikovye_rezistory_Kharakteristiki_parametry_naznache.docx
• Тип: Документы; #406238
• страница: 14 из 19

39. D- триггеры, T- триггеры.

D-триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения, т. е. Qn+1=Dn Основное назначение D-триггеров - задержка сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации С может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала C=1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С. Динамический вход изображают на схемах треугольником.

T-триггер — это счетный триггер. У данного триггера имеется только один вход. Принцип работы T-триггера заключается в следующем. После поступления на вход T импульса, состояние триггера меняется на прямо противоположное. Счётным он называется потому, что T триггер как бы подсчитывает количество импульсов, поступивших на его вход. Жаль только, что считать этот триггер умеет только до одного. При поступлении второго импульса T-триггер снова сбрасывается в исходное состояние.

T-триггеры строятся только на базе двухступенчатых триггеров, подобных рассмотренному ранее D триггеру. Использование двух триггеров позволяет избежать неопределенного состояния схемы при разрешающем потенциале на входе синхронизации "C", так как счетные триггеры строятся при помощи схем с обратной связью
Триггеры с двухступенчатым запоминанием информации состоят из двух триггеров. Первый называется ведущим, второй — ведомым.

На первом этапе, когда происходит запись информации в ведущий триггер, ведомый отключен и продолжает сохранять предыдущее состояние. Когда синхроимпульс заканчивается, ведущий триггер переходит в режим хранения и происходит перезапись его состояния в ведомый триггер. Таким образом, происходит поэтапная запись информации.

JK- триггеры. К уже известным входам R (Reset) – сброс, S (Set) – установка, С - тактовый вход добавлены ещё два. Это входы J (Jump) и K (Kill).



Логика работы основных входов (C, J, K) реализована следующим образом. Если на входе J высокий потенциал, а на входе K – ноль, то триггер установится в единичное состояние по спаду тактового импульса на входе С. Если на входе J – ноль, а на входе К высокий потенциал то по спаду тактового импульса триггер "сбросится" в нулевое состояние. Когда J=K=0независимо от тактовых импульсов состояние триггера не меняется. И если J=K=1, то при приходе каждого тактового импульса состояние триггера меняется на противоположное. В этом случае триггер работает как делитель частоты на два.

40. Цифровые счетчики импульсов: классификация, и основные параметры.

Счетчик импульсов — это последовательностное цифровое устройство, обеспечивающее хранение слова информации и выполнение над ним микрооперации счета, заключающейся в изменении значения числа в счетчике на 1. По существу счетчик представляет собой совокупность соединенных определенным образом триггеров. Основной параметр счетчика — модуль счета. Это максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счетчиком. Счетчики обозначают через СТ (от англ. counter)

Счетчики импульсов классифицируют

● по модулю счета: двоично-десятичные; двоичные; с произвольным постоянным модулем счета; с переменным модулем счета; по направлению счета: суммирующие; вычитающие; реверсивные;

● по способу формирования внутренних связей: с последовательным переносом; с параллельным переносом; с комбинированным переносом; кольцевые.

41. Двоичные счетчики импульсов суммирующие, вычитающие, реверсивные.

Суммирующий счетчик импульсов.

Входом счетчика является информационный вход триггера младшего разряда. Информационные входы последующих триггеров соединены с прямыми выходами предшествующих. Установочные входы триггеров объединены и образуют R-вход счетчика. Выходами счетчика являются прямые выходы триггеров.

Перед началом счета подается импульс на установочный вход R счетчика, который переводит все триггеры в состояние 0. Поскольку вход счетчика инверсный динамический, то в момент окончания первого импульса триггер Т₀ перейдет в состояние 1. Положительный перепад напряжения на его прямом выходе не изменит состояния Т₁ и Т₂, поэтому на выходах счетчика будет комбинация 001. После окончания второго импульса триггер Т₀ перейдет в состояние 0, а отрицательный перепад на его прямом выходе переведет триггер Т₁ в состояние 1. На выходах счетчика появится комбинация 010.

Вычитающий счетчик строится аналогичным образом. Отличие будет состоять в том, что информационный вход последующего триггера соединяется с инверсным выходом предыдущего, а для установки начального состояния будут использованы установочные входы S.начальное состояние триггеров - 1. Триггер младшего разряда также срабатывает по окончанию каждого импульса. Триггеры Т₁ и Т₂ изменяют свои состояния при положительном перепаде на входе счетчика, т.к. их входы соединены с инверсными выходами, где в этот момент генерируется отрицательный перепад.

Реверсивный счетчик имеет один информационный вход -Т, два установочных S и R, и два управляющих "+1" и "-1".

Если счетчик используется как суммирующий, то для установки начального состояния используется вход R и на управляющий вход "+1" подается сигнал 1. Тогда информационный вход триггера Т_i+1 соединяется с прямым выходом триггера Т_i. При необходимости использовать тот же счетчик в режиме вычитания для установки начального состояния используется вход S и подается 1 на вход "-1". Тогда инверсный выход триггера Т_i соединяется с информационным входом триггера Т_i+1 .

Таким образом, счетчики, независимо от направления счета, с приходом каждого импульса меняют состояния триггеров. По изменению состояний триггеров можно определить число импульсов, поступивших на вход счетчика.
Счетчиком импульсов называют устройство -предназначенное для подсчета числа импульсов, поступаю­щих на его вход, и хранения результата счета в виде кода. Счетчики импульсов широко применяются в изме­рительной технике и в устройствах цифровой обработки информации. Практически любую аналоговую величину (длительность и период повторения импульсов, угол по­ворота, перемещение, скорость и т. п.) можно преобразо­вать в электрические импульсы, число которых пропор­ционально значению аналоговой величины, подсчитать эти импульсы с помощью счетчика и выразить числом или кодом. На таком принципе основана и работа анало-гово-цифровых преобразователей. В ЭВМ счетчики применяются для формирования адресов команд, подсчета количества циклов при выполнении программы, подсчета количества шагов при выполнении операций умножении и деления.

Схему двоичного счётчика можно получить с помощью формального синтеза, однако более наглядным путём представляется эвристический. Таблица истинности двоичного счётчика — последовательность двоичных чисел от нуля до {\displaystyle 2^{n}-1}2^{n}-1, где n — разрядность счётчика. Наблюдение за разрядами чисел, составляющих таблицу, приводит к пониманию структурной схемы двоичного счётчика. Состояния младшего разряда при его просмотре по соответствующему столбцу таблицы показывают чередование нулей и единиц вида 01010101…, что естественно, так как младший разряд принимает входной сигнал и переключается от каждого входного воздействия. В следующем разряде наблюдается последовательность пар нулей и единиц вида 00110011… . В третьем разряде образуется последовательность из четвёрок нулей и единиц 00001111… и т. д. Из этого наблюдения видно, что следующий по старшинству разряд переключается с частотой, в два раза меньшей, чем данный.

Известно, что счётный триггер делит частоту входных импульсов на два. Сопоставив этот факт с указанной выше закономерностью, видим, что счётчик может быть построен в виде цепочки последовательно включённых счётных триггеров. Заметим, кстати, что согласно ГОСТу входы элементов изображаются слева, а выходы справа. Соблюдение этого правила ведёт к тому, что в числе, содержащемся в счётчике, младшие разряды расположены левее старших.
В практике часто приходиться строить счетчики с коэффициентом пересчета К_п отличным от 2ⁿ.

Общее правило построения таких счетчиков: строится управляющая функция, вырабатывающая сигнал установки счетчика в начальное состояние при достижении К_п.

Пример: необходимо построить счетчик с коэффициентом пересчета К_п=12. Выбираем четырехразрядный суммирующий счетчик. Строим управляющую функцию.



Построим для функции управления карту Карно



Рис.30

По карте Карно получим уравнение fупр. = Q&Q1&Q0. В результате получим логическую схему счетчика с коэффициентом пересчета Кп =12.



Рис.31

Для задержки сигнала ¦упр. на полтакта счетного импульса на вход Fупр. подается сигнал Хсч. При появлении на выходах Q3 Q2 Q1 Q0 двоичного набора 1011 функция Fупр.=1. Этот сигнал поступает на вход R счетчика и устанавливает его в начальное состояние Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000.

Применение двоичных счетчиков.

Двоичные счетчики, и построенные на их основе счетчики с произвольным коэффициентом пересчета находят многочисленные применения. Они используются для построения счетчиков - делителей частоты цифровых часов, преобразователей кода во временной интервал, таймеров и т. д.

Рассмотрим пример счетчика-делителя частоты, который также может быть таймером. Используем для этого реверсивный счетчик, например К555ИЕ7.



Рис.32

У этого счетчика входы и выходы выполняют следующие функции.

R=1 – установка в состоянии 0000;

W=1 – счетчик в режиме счета;

W=0 – счетчик в режиме приема параллельного кода со входов D0 D1 D2 D3;

+1 – вход для счетных импульсов при суммировании;

-1 – вход для счетных импульсов при вычитании;

Q3 Q2 Q1 Q0 – выходы счетчика, Q3 – старший разряд;

≥ 15 – сервисный выход, на котором в режиме суммирования вырабатывается 0, если Q3 Q2 Q1 Q0 = 1111;

< 0 – сервисный выход, на котором в режиме вычитания вырабатывается 0, если Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000.

Используя этот счетчик можно построить логическую схему



Рис.33

В начальном состоянии на выходе ≤ 0 появляется 0, который подается на вход W. При этом счетчик принимает с Ши D двоичный набор, отличный от 0, например D3 D2 D1 D0 = 0111. На выходе ≤ 0 появляется 1, которая переводит счетчик в режим счета на вычитание. При достижении набора Q3 Q2 Q1 Q0 = 0000, счетчик опять принимает с Ши D двоичный набор и снова считает до 0000.

Пока на Ши D стоит один и тот же набор, счетчик работает как делитель частоты (в примере делитель на 8). При смене кода на Ши D коэффициент деления меняется.

Подобные делители частоты применяются в цифровых часах на основе кварцевых генераторов импульсов, таймеров, задающих временной интервал и т.д.