Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження роботи лічильників
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Звіт про виконання лабораторної роботи
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Звіт
про виконання лабораторної роботи № 3 і 4
«Дослідження роботи лічильників»
1. 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.
2. Загальні положення
Однією з поширених операцій, що виконуються в обчислювальних пристроях цифрової обробки інформації, є підрахунок числа сигналів. Вузол обчислювальних пристроїв, що призначений 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 здійснює 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 D-тригери та JK-тригери.
Рис.1. Асинхронний підсумовуючий 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'єднується з входом С наступного тригера. Реверсивні лічильники підраховують число імпульсів як у прямому, так і у зворотному 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.
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 (менший від 2n ). Принцип побудови таких лічильників полягає 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 складається 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).
3. Проведення експериментальних досліджень.
3.1 Дослідження дворозрядного лічильника на базі мікросхеми К155ТМ2
3.11 віднімаючого
3.12 сумуючого
Функціональна схема D-тригера мікросхеми К155ТМ2
Часова діаграма лічильника на базі К155ТМ2
Стани D-тригера мікросхеми К155ТМ2
Режим
ВХІД
ВИХІД
роботи
(S
(R
С
D
Q
(Q
Асинхр. встановлення
0
1
х
х
1
0
асинхронне скидання
1
0
х
х
0
1
Невизначенність (недопустимий)
0
0
х
х
1
1
завантаження “0"
1
1
(
0
0
1
завантаження “1”
1
1
(
1
1
0
3.11 Віднімаючий лічильник
T
Q1
Q0
0
0
0
1
1
1
2
1
0
3
0
1
4
0
0
T
1
1
1
1
t
Q0
1
0
1
0
t
Q1
1
1
0
0
t
3.12 Сумуючий лічильник
T
Q1
Q0
0
0
0
1
0
1
2
1
0
3
1
1
4
0
0
T
1
1
1
1
t
Q0
1
0
1
0
t
Q1
0
1
1
0
t
3.2 Дослідження дворозрядного лічильника на базі мікросхеми К155ИЕ5
Функціональна схема лічильника К155ИЕ5
Приклад схеми включення лічильника для рахунку до 6
№
Q2
Q1
0
1
2
0
0
1
0
1
0
T
1
1
t
Q1
1
0
t
Q2
0
1
t
Приклад схеми включення лічильника для рахунку до 7
T
t
Q1
1
0
1
0
1
0
t
Q2
0
1
1
0
0
1
t
Q3
0
0
0
1
1
1
t
№
Q3
Q2
Q1
0
1
2
3
4
5
6
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
№
Q4
Q3
Q2
Q1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
Приклад схеми включення лічильника для рахунку до 13
T
t
Q1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
t
Q2
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
t
Q3
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
t
Q4
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
t
№
Q4
Q3
Q2
Q1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Приклад схеми включення лічильника для рахунку до 10
T
t
Q1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
t
Q2
0
1
1
0
0
1
1
0
0
t
Q3
0
0
0
1
1
1
1
0
0
t
Q4
0
0
0
0
0
0
0
1
1
t
№
Q4
Q3
Q2
Q1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Приклад схеми включення лічильника для повного рахунку
T
t
Q1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
t
Q2
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
t
Q3
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
t
Q4
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
t
№
Q4
Q3
Q2
Q1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
Індивідуальне завдання, приклад схеми включення лічильника для рахунку до 5
T
t
Q1
1
0
1
0
1
t
Q2
0
1
1
0
0
t
Q3
0
0
0
1
1
t
Q4
0
0
0
0
0
t
4. Висновок
На основі проведеної лабораторної роботи, я ознайомився з основними схемами роботи лічильника, а також створив і дослідив роботу лічильника, що веде рахунок до 5, на основі інтегральної мікросхеми К155ИЕ5.
04.05.2013 16:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора