Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження роботи лічильників
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Автоматизовані Системи Управління
Інформація про роботу
Рік:
2008
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Комп’ютерна схемотехніка
Група:
КН-29
Варіант:
3
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій
Кафедра автоматизованих систем управління
Лабораторна робота № 3
з дисципліни
“Комп’ютерна схемотехніка”
на тему:
“ Дослідження роботи лічильників”
Виконав:
студент групи КН-29
Прийняв:
Балич Б.І.
Львів – 2008
Мета роботи: вивчення принципів побудови лічильників і лічильних схем, виконаних на інтегральних елементах з потенційним представленням інформації. У процесі виконання роботи студенти оволодівають практичними навиками побудови підсумовуючих, віднімаючих і реверсивних лічильних схем з натуральним і довільним порядком лічби на основі JК-тригерів і D-тригерів і збирають на стенді різні лічильні схеми, досліджують їхню працездатність на основі К155ТМ2, К155ИЕ5, КІ55ИЕ7), заповнюють таблиці станів лічильника, знімають осцилограми з виходів лічильника.
Загальні положення.
Однією з поширених операцій, що виконуються в обчислювальних пристроях цифрової обробки інформації, є підрахунок числа сигналів. Вузол обчислювальних пристроїв, що призначенй для підрахунку числа вхідних сигналів, називається лічильником. Класифікують лічильники по системі числення, по операції, яка реалізуються, по організації ланцюгів переносу та по інших ознаках [1].
Основою любого лічильника служить лінійка з декількох тригерів. Різні варіанти лічильників відрізняються схемами керування цими тригерами. Між тригерами додаються логічні зв'язки, призначення яких — заборонити проходження в циклі підрахунку лишнім імпульсам.
До основних параметрів лічильника відносяться:
К — модуль лічби або коефіцієнт перерахунку лічильника;
N — ємність лічильника;
fmax — максимальна частота надходження вхідних сигналів;
tb — час встановлення лічильника.
Для лічильників, які спрацьовують по рівню тактового сигналу, tb характеризує максимальний часовий інтервал між моментом надходження лічильного сигналу й моментом установлення коду лічильника. Для лічильників, які працюють у режимі з внутрішньою затримкою, tb визначається максимальним часом між моментом закінчення лічильного сигналу й моментом встановлення коду лічильника. Максимальний час встановлення лічильника tbmax (із стану 11... 1 в стан 00...0) буде залежати від організації переносу. Параметри fmax, і tbmax визначають швидкодію лічильника.
Лічильники зі звичайним порядком лічби.
Простий лічильник — тригер з лічильним входом, який здйснює підрахунок і зберігання результату підрахунку не більше двох сигналів. З'єднавши декілька лічильних тригерів (подільників частоти) певним чином, дістанемо схему багаторозрядного лічильника. У складі сучасних серій лічильних мікросхем для побудови лічильників знайшли широке застосування О-тригери та ЛОтригери.
EMBED PBrush
Рис.1. Асинхронний сумуючий лічильник.
При використанні D-тригера в якості лічильного його інвертуючи вихід з'єднується з своїм входом D. Підсумовуючий синхронний лічильник на D-тригерах отримаємо, якщо інвертуючий вихід попереднього тригера з'єднати з входом С наступного тригера. У віднімаючому лічильнику прямий вихід попереднього тригера з'єднати з входом С наступного тригера. Реверсивні лічильники підраховують число імпульсів як у прямому, так і у зворотньому напрямках. Для побудови реверсивних лічильників-необхідно передбачити схеми, які пропускають сигнали на входи наступних тригерів або з інверсних, або з прямих входів попередніх тригерів. При побудові підсумовуючого асинхронного лічильника на JК-елементах необхідно з'єднати прямий вихід попереднього тригера з входом С наступного тригера. У віднімаючого асинхронного лічильника на JК-тригерах необхідно з'єднати інверсний вихід попереднього тригера з входом С наступного тригера. Асинхронні реверсивні послідовні лічильники на JK-тригерах будуються аналогічно реверсивним лічильникам на D-тригерах.
Асинхронні схеми лічильників мають низьку швидкість. Час встановлення таких лічильників рівний сумі часу встановлення всіх тригерів лічильника. Збільшення швидкодії можна досягти шляхом зменшення часу розповсюдження переносу, використовуючи лічильники з наскрізними, паралельними і груповими переносами.
При груповому переносі багаторозрядний лічильник розбивають на декілька груп. У середині кожної групи організується наскрізний або паралельний перенос, а між групами послідовний перенос. Реалізація лічильників з паралельним переносом на одноступеневих D-тригерах потребує додаткових апаратурних затрат і, відповідно ускладнення схеми.
Паралельний перенос легко реалізується на JК-тригерах, які мають по декілька J- та К-входів, з'єднаних знаком кон'юнкції.
EMBED PBrush
Мал.2. Синхронний лічильник з паралельним переносом.
Розглянуті лічильники мали коефіцієнт переліку 2n, де п — число розрядів лічильника. Але на практиці виникає необхідність у лічильниках, коефіцієнт переліку яких відмінний від 2n. Принцип побудови таких лічильників заключається у виключенні "зайвих" стійких станів в лічильника з К=2n, тобто в організації схем, які забороняють деякі стани. Число заборонених станів М=(2n) – К.
В залежності від того, які стани лічильника вибираються робочими, усі лічильники з довільним коефіцієнтом переліку можна розділити на лічильники з довільним і звичайним порядком лічби.
Розглянемо спосіб побудови лічильника із звичайним порядком лічби. У таких лічильниках зменшення числа стійких станів досягається за рахунок скидання його в нульовий стан при запису заданого числа сигналів. До лічильника додається логічний пристрій, який перевіряє умову: "код на лічильнику відображає число рівне К, і в залежності від результату перевірки направляє вхідний сигнал або в шину "встановлення О" або на підсумування до записаного коду". Ця умова може бути перевірена n-вхідною схемою "І", зв'язаною з прямими виходами тих тригерів, які при запису в лічильнику числа К повинні знаходитись в стані "1".
Лічильники з довільним порядком лічби.
У практиці проектування лічильних схем з К≠2 часто застосовується принцип організації лічби на основі лічильників з К=2n+1 , тобто на лічильниках, які дозволяють збільшити модуль рахунку на одиницю. Для побудови такого лічильника потрібний модуль рахунку треба представити у вигляді добутку співмножників (груп), кожний з яких складаєься з чисел степеня 2 і додаткових одиниць. Наприклад, 9=(2+1)(2+1) 10=(2+1)2=(4+1)2, 11=2(4+1), 12=4(2+1), 13=4(2+1)+1 , 14=2x2(2+1)+1, 15=(2+1)(4+1).
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Роботу виконують на лабораторному стенді.
А. Дослідження мікросхеми К155ИЕ5
1. По вказівці викладача зробити відповідне підключення М/С К155ИЕ5 на стенді.
2. Шину встановлення "0" підключити до одного із тумблерів тумблерного регістра для встановлення лічильника в "0".
3. Прямі виходи лічильника підключити до індикаторних ламп.
4. Для перевірки роботи лічильника в статичному режимі до входу лічильника підключити генератор одиночних імпульсів (ГОІ).
5. Натисканням кнопки "ПУСК" на ГОІ перевірити працездатність лічильника по тактах, фіксуючи стани лікчильника по індикаторних лампах і заносячи їх у таблицю №1.
6. Перевірити дію шини обнуления лічильника, заповнивши лічильник довільникм числом сигналів. Потім подати обнулючий потенціал.
7. Для перевірки роботи лічильника, в динамічному режимі подати на вхід лічильника синхронізуючі імпульси СІ1.
8. Синхронізацію осцилографа провести сигналом з прямого виходу старшого розряду лічильника.
9.Підключаючи на вхід осцилографа по черзі прямі виходи тригерів лічильника, починаючи з молодшого розряду, упевнитися, що кожний наступний розряд ділить частоту сигналів, які поступають на вхід, удвічі.
10.Зобразити часові діаграми роботи розрядів лічильника, які будуть спостерігатися на екрані осцилографа.
Б. Дослідження мікросхеми К155ИЕ5. як подільника частоти на 3, на 7
1. По вказівці викладача зробити відповідне підключення М/С К155ИЕ5, як подільника частоти на 3 і на 7, перевірити її працездатність.
2. Виконати П.2-10, що вказанні в розд.А .
В. Дослідження мікросхеми К155ИЕ7.
1. По вказівці викладача зробити відповідне підключення М/С К155ИЕ7 на стенді.
2. Виконати П.2-10 з розділу А.
Г. Дослідження мікросхеми К155ИЕ7, як подільника частоти на З, на7, на ІЗ.
1. По вказівці викладача зробити відповідне підключення М/С К155ИЕ7 як подільника частоти на 3, на 7, на 13 при лічбі вперед.
2. Виконати П. 2—10, що вказані в розд.А, для кожної схеми-подільника.
3. Дослідити М/С К155ИЕ7, як подільника частоти на 3, на 7, на 13 при лічбі назад.
Зміст звіту
1. Схеми лічильників на мікросхемі К155ИЕ5, К155ИЕ7.
2. Заповнені таблиці станів виходів лічильників. 3.Часові діаграми, що роз'яснюють роботу розрядів лічильника.
3. Часові діаграми, що роз’яснюють роботу розрядів лічильника.
EMBED PBrush
Рис.3 Схема дослідження лічильника К155ИЕ5.
EMBED PBrush
Рис.4 Схема дослідження подільника на 3 на базі К155ИЕ5.
EMBED PBrush
Рис.5 Схема дослідження подільника на 7 на базі К155ИЕ5.
EMBED PBrush
Рис.6 Схема дослідження подільника на 13 на базі 155ИЕ5.
EMBED PBrush
Рис.7 Схема дослідження лічильника на К155ИЕ7. а) схема рахунку вперед б) схема рахунку назад
Проведення експериментальних досліджень.
Індивідуальне завдання: лічильник веде рахунок до 11 (за номером варіанту (1)+10).
Функціональна схема лічильника К155ИЕ1 (приклад схеми включення лічильника для рахунку до 10)
EMBED Visio.Drawing.6
Здійснюємо підключення схеми К155ИЕ5.
Шину встановлення “0” підключаємо до одного з тумблерів регістра.
Прямі виходи лічильника підключаємо до індикаторних світлодіодів.
Для перевірки роботи лічильника в стаціонарному режимі підключаємо генератор одиничних імпульсів (ГОІ) до входу.
Натисненням на “Пуск” перевіряємо працездатність лічильника по тактах, фіксуючи стани лічильника за індикаторними світлодіодами і заносячи стани у таблицю.
Перевіряємо дію шини обнулення, заповнивши лічильник довільними числами сигналів і подавши обнулюючий потенціал.
Перевіряємо виконання індивідуального завдання – схема рис.2. Лічильник веде рахунок до 11 (за номером варіанту (1)+10). Таблиця станів приведена в таблиці 1.
Рис.1 Схема експериментальних досліджень.
Індивідуальне завдання
Лічильник веде рахунок до 2 (за номером варіанту – 2)
Висновок:
На основі проведеної лабораторної роботи ознайомився з основним принципом роботи лічильника, а також створили і дослідили роботу лічильника, що веде рахунок до 11 на основі інтегральної мікросхеми К155ИЕ1.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора