Цифровыеустройства. Технология idl

• Название: Цифровыеустройства. Технология idl
• Дата: 15.02.2022
• Размер: 3.16 Mb.
• Имя файла: Budko_CU.docx
• Тип: Документы; #362193
• страница: 43 из 46

Исследование работы асинхронного счетчика ИЕ 14

Задание получить у преподавателя.

9. Исследование работы асинхронного счетчика ИЕ 19

Задание получить у преподавателя.

3. 
   СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
   

1. 
   Цель работы.
   
2. 
   Схемы, исследуемые в работе.
   
3. 
   Таблицы наблюдений и временные диаграммы работы исследуемых счетчиков.
   
4. 
   Выводы по результатам наблюдений.
   

4. 
   КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
   

1. 
   Дать определение цифрового счетчика.
   
2. 
   По каким признакам классифицируются счетчики?
   
3. 
   Нарисовать схемы суммирующего и вычитающего счетчиков на триггерах с прямым и с инверсным динамическим входом.
   
4. 
   Чем различаются между собой асинхронные и синхронные счетчики?
   
5. 
   Каковы основные достоинства и недостатки асинхронных счетчи-
   

ков?

6. 
   Охарактеризовать основные ИС асинхронных счетчиков.
   
7. 
   Объяснить использование входов «Загрузка», «Сброс» и «Установка».
   

Лабораторная работа №10

ИССЛЕДОВАНИЕ СИНХРОННЫХ СЧЕТЧИКОВ

Цельработы:

1. 
   Изучение основ теории и методов синтеза синхронных счетчиков.
   
2. 
   Исследование работы синхронных счетчиков.
   

1. 
   ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
   

Максимальное время переключения асинхронного счетчика, когда вы- ход счетчика последовательно изменяется 11...1 на 00...0, ограничивает его быстродействие. Быстродействие можно повысить, если все триггеры счет- чика тактировать одновременно. В этом случае счетчик называется синхрон- ным. Основу синхронного счетчика составляют, как правило, синхронные триггеры с динамическим управлением. Все синхровходы триггеров объеди- нены, образуя счетный вход счетчика. Количество триггеров зависит от мо- дуля счета (mod < 2 ^N). В задачу синтеза синхронного счетчика входит опре- деление связей управляющих входов триггеров и их выходов, способствую- щих тому, чтобы триггеры переключались в соответствии с заданной после- довательностью состояний счетчика. Синхронные счетчики могут быть син- тезированы с использованием системных методов. Однако прежде чем изу- чать такой метод, рассмотрим интуитивный метод. Для этого воспользуемся табл. 10.1,в которой даны счетная последовательность и соответствующие состояния счетчика для mod = 8.
Таблица 10.1

Счет	Состояния счетчика
	Q2	Q1	Q0
0	0	0	0
1	0	0	1
2	0	1	0
3	0	1	1
4	1	0	0
5	1	0	1
6	1	1	0
7	1	1	1

Из табл. 10.1 видно, что выход

Q₀ младшего триггера счетчика изменя-

ется с каждым счетным импульсом. Это может быть достигнуто, если ис-

пользовать Т-триггер с Т=1. Выход

Q₁ изменяет свое состояние всякий раз,

когда Q₀

изменяется с 1 на 0. Поэтому если соединить выход Q₀

с входом T₁ , то

Q₁ будет изменять свое состояние, когда Q₀ =1, (T₁= Q₀ =1), и будет оставать-

ся без изменения, когда

T₁= Q₀ =0. Из табл. 10.1 также видно, что

Q₂ изменяет

свое состояние всякий раз, когда

Q₁ и

Q₀ оба равны 1. Это может быть реа-

лизовано, если вход наиболее значащего триггера

TT₂ = Q₁∙ Q₂ . В результате

получим схему синхронного счетчика (mod = 8) (рис. 10.1). Аналогичным образом могут быть построены синхронные счетчика с mod = 2N.


Рис. 10.1. Синхронный счетчик с mod=8

2. 
   СИНТЕЗ СИНХРОННЫХ СЧЕТЧИКОВ
   

Синхронный счетчик для любой заданной последовательности счета и модуля счета может быть синтезирован следующим образом.

1. 
   Необходимо определить требуемое число триггеров исходя из
   

N ≥ log₂m ,

где m– модуль счета.

2. 
   Записать счетную последовательность в табличном виде.
   
3. 
   Определить состояния входов триггеров, необходимых для перехода в требуемые следующие состояния исходя из настоящего состояния и табли- цы переходов триггеров.
   
4. 
   Приготовить карты Карно для каждого входа триггеров в терминах выходов триггеров как входных переменных. Используя метод Карно, полу- чить минимизированные выражения для каждого входа триггеров.
   
5. 
   Построить схему счетчика, используя триггеры и логические элемен- ты, в соответствии с минимизированными выражениями.
   

Пример 10.1. Построить двоично-десятичный счетчик, который имеет десять состояний.

Решение. Для этого необходимо (Nlog ₂10) N=4 триггера. Построим таблицу состояний и таблицу истинности для входов триггеров (табл. 10.2).

Таблица 10.2

Состояния счетчика				Входы триггеров
Q3Q2Q1Q0				J3	K3	J2	K2	J1	K1	J0	K0
0	0	0	0	0	х	0	х	0	х	1	х
0	0	0	1	0	х	0	х	1	х	х	1
0	0	1	0	0	х	0	х	х	0	1	х
0	0	1	1	0	х	1	х	х	1	х	1
0	1	0	0	0	х	х	0	0	х	1	х
0	1	0	1	0	х	х	0	1	х	х	1
0	1	1	0	0	х	х	0	х	0	1	х
0	1	1	1	1	х	х	1	х	1	х	1
1	0	0	0	х	0	0	х	0	х	1	х
1	0	0	1	х	1	0	х	0	х	х	1
0	0	0	0

Используя метод Карно, получим минимизированные выражения для всех входов Jи K (рис. 10.2). Используя эти выражения, строим синхронный двоично-десятичный счетчик (рис. 10.3).



Рис. 10.2. Минимизация функций Jи Kc помощью карт Карно

(окончание на с. 123)

Рис. 10.2. Окончание (начало см. на с. 122)

Рис. 10.3 Синхронный двоично-десятичный счетчик