Назначение триггеров. Курсовая. Введение Данная работа посвящена рассмотрению роли триггеров в цифровых устройствах
 Скачать 431.53 Kb.
|
|
Моделирование дополнительного элемента-счетчика К564ИЕ9 Счетчики Счетчиком называется ОЭ (электронный узел), обеспечивающий выполнение микрооперации счета сигналов (импульсов), поступающих на его вход. Счетчики выполняются на триггерах и логических элементах, количество и тип которых определяется назначением счетчика. В общем случае счетчик имеет М устойчивых состояний. Под действием входных сигналов счетчик, установленный в начальное состояние, изменяет его и сохраняет до тех пор, пока на вход не поступит следующий сигнал. Каждому состоянию счетчика соответствует порядковый номер 0, I. 2, ..., М. Если в момент времени ti счетчик находится в i-м состоянии, то оно определяет число поступивших на счетчик сигналов. Таким образом, счетчик осуществляет преобразование числоимпульсного (унитарного) кода в позиционный двоичный код. При подаче на вход счетчика М считываемых сигналов, на выходе его возникает сигнал переполнения, а счетчик возвращается в начальное состояние, т.е. счет единичных сигналов осуществляется в нем по модулю М (или с периодом счета Тn = М.) В ЭВМ счетчики используются для образования последовательности адресов команд, для счета количества циклов выполнения операций, в преобразователях информации из непрерывной формы в дискретную и т.п. В зависимости от способа кодирования различают счетчики с позиционным (единичным, двоичным, троичным и т.д.), комбинированным позиционным и непозиционным (код Грея) кодированием. В счетчиках с позиционным кодированием числовое выражение текущего состояния определяется формулой: yi =  wк Q кгде n - количество разрядов; wк - вес к-го разряда; Qк - логическое значение разряда, определяемое состоянием соответствующего триггера. На практике в основном используются счетчики с позиционным кодированием. По целевому назначению счетчики бывают простые (суммирующие и вычитающие) и реверсивные. На простые счетчики сигналы поступают с одним знаком, т.е. эти счетчики имеют переходы от состояния к состоянию только в одном направлении. Суммирующий счетчик предназначен для выполнения счета в прямом направлении, т.е. для сложения. С подачей очередного единичного сигнала на вход показание счетчика увеличивается на единицу. Вычитающий счетчик предназначен для выполнениясчета единичных сигналов в режиме вычитания. Каждый счетный сигнал, поступивший на вход такого счетчика, уменьшает его показания на единицу. Реверсивные счетчики предназначены для работы в режиме сложения и вычитания. В зависимости от способа организации счета счетчики подразделяются на асинхронные и синхронные. В асинхронных счетчиках сигнал от каскада к каскаду передается естественным путем в различные интервалы времени в зависимости от сочетания входных сигналов. В синхронных счетчиках сигналы от каскада к каскаду передаются принудительным путем при помощи тактовых сигналов, По способу организации цепей переноса между каскадами различают счетчики с последовательным, сквозным (параллельным), групповым и частично групповым переносом. Основными характеристиками счетчика являются: - модуль счета - период счета или коэффициент пересчета; - разрешающая способность; - время регистрации; - емкость счетчика. Модуль счета (М) характеризует число устойчивых состояний счетчика, т.е. предельное число входных сигналов которое может сосчитать конкретный счетчик. Разрешающая способность - это минимально допустимый период следования входных сигналов, при котором еще обеспечивается надежная работа счетчика. Чем больше частота поступления счетных сигналов, тем больше быстродействие счетчика. Время регистрации (Тр ) - интервал времени между моментами поступления входного сигнала и окончания самого длинного переходного процесса в схеме счетчика. Емкость счетчика (N) определяется максимальным числом единичных сигналов, которое может быть зафиксировано на счетчике. Эта характеристика зависит от основания системы счисления и числа каскадов. (N=2n ). Счетчик К564ИЕ9 Микросхема К564ИЕ9— четырехразрядный счетчик-делитель на восемь Джонсона. Назначение выводов ИС К564ИЕ9  Условно-графическое обозначение ИС К564ИЕ9:  Основой счетчика Джонсона является кольцевой сдвигающий регистр, у которого имеется одна перекрестная связь, обеспечивающая инверсную перезапись информации в один из разрядов регистра при прямой перезаписи информации во всех остальных разрядах. Важными свойствами счетчиков Джонсона являются их высокое быстродействие и простота дешифрации состояний. Быстродействие определяется временем установки одного разряда, а дешифрация состояний осуществляется с помощью двухвходовых ЛЭ И. В качестве одного разряда счетчика используется тактируемый M-S-триггер типа D с непосредственным входом установки L. Триггер состоит из двух триггеров: основного М и вспомогательного S. Запись информации в триггер осуществляется последовательно, сначала в основной (при отсутствии тактового импульса), затем во вспомогательный (по тактовому импульсу). Счетчик осуществляет счет от положительного фронта тактового сигнала С при напряжении низкого уровня на входе разрешения Е. При высоком уровне напряжения на входе Е происходит блокировка счета. Счетчик осуществляет счет также от отрицательного фронта сигнала Е при высоком уровне напряжения по входу С. Функциональная схема ИС:  В процессе работы счетчика на выходе переноса CR формируется последовательность импульсов со скважностью Q=2 и частотой, равной /вк /8. Обнуление счетчика происходит при подаче уровня Н на вход установки нуля R , при этом выходы 0 и CR принимают состояние высокого уровня, а все остальные выходы —состояние низкого уровня. При работе микросхемы сначала происходит последовательная запись уровня Н во все разряды, начиная с первого, затем первый разряд переходит в состояние L ипроисходит обратный процесс последовательное заполнение всех разрядов счетчика уровнем L . Дешифрация состояния счетчика производится с помощью восьми двухвходовых схем И — НЕ, при этом напряжение Н имеется всегда лишь на одном из выходов 0—7. В ИС К564ИЕ9 используется восьмеричный код Джонсона, который отличается от двоичного и двоично-десятичного кода тем, что, когда счетчик переходит к следующему логическому состоянию, меняется только одна логическая переменная. Проектирование печатной платы Графический редактор PCAD РСВ предназначен для выполнения работ, связанных с технологией разработки и конструирования узлов печатных плат. Он позволяет упаковывать схемы на плату, задавать размеры ПП, ширину проводников и величину индивидуальных зазоров для разных проводников, задавать размеры контактных площадок и диаметры переходных отверстий, экранные слои. Редактор позволяет выполнять маркировку ЭРЭ, их размещения, неавтоматическую трассировку проводников и формировать управляющие файлы для технологического оборудования. Система PCAD 2002 включает две программы автоматической трассировки печатных проводников, которые вызываются из редактора PCADPCB.Это трассировщики QuickRoute и ShapeBasedRouter. Программа QuickRoute реализует сеточную технологию (GridBased) и пригодна для быстрой разработки не очень сложных ПП, включающих не более 4х слоев металлизации. По сравнению с другими эта программа менее эффективна и работает только в дюймовой системе. Трассировщик ShapeBasedRouter основан на бессеточной технологии (ShapeBased) и реализует принципы оптимизации нейронных сетей. Программа предназначена для трассировки многослойных ПП (до 30 слоев) с высокой плотностью размещения ЭРЭ и реализует такие алгоритмы, которые стремятся получить 100% трассировки соединений. Работает программа в автоматическом, интерактивном и ручном режимах. Заключение В ходе данной работы была максимально освещена тема триггеров, как логических устройств, а также их типы, функционирование, и физическая реализация. Триггеры -это устройства предназначенные для хранения одного разряда информации. Триггеры имеют два устойчивых состояния: состояние "0" состояние "1" Триггер имеет два выхода прямой и инверсный. Состояние триггера определяется по прямому выходу. Типы триггеров наглядно описанных в данной работе: RS-, D-, T- и JK-триггеры. А также в работу указаны способы функционирования большинста типов триггеров. Также была раскрыта тема математического моделирования схем с использование триггеров, что подтвердило не только возможность моделирование логических устройств с помощью ЭВМ, но и наглядно моделировать работу данных устройств в функциональных схемах. Список использованной литературы: Димитрова М.И., Пунджев В.П.-«33 схемы на триггерах» Ленингр. Энергоатомиздат. 1990г. 2. Зельдин Е.А. -«Триггеры» Москва Энергоатомиздат. 1983г. 3. Угрюмов Е. П. -«Цифровая схемотехника» . СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 101-120с. 4. Джон Ф. Уэйкерли. - «Проектирование цифровых устройств том I». Москва Постмаркет. 2002г. 5. И. Букреев, В. Горячев, Б. Мансуров «Микроэлектронные схемы цифровых устройств» «Understanding CMOS Integrated Circuits» Roger Melen and Harry Garland». |