Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

щество заключается в том, что благодаря простоте логики схема принципиально допускает работу на более высокой тактовой частоте.

Сигнал переноса вычитателя не может использоваться как знаковый разряд; положительная разность ошибочно может быть интерпретирована как отрицательная, если один из счетчиков переполнен, а другой еще Wt. Получить результат с правильным знаком можно, если разность, как в данном примере, рассматривать как число в двоичном дополнительном коде. Разряд определяет правильный знак тогда, когда разность не превышает допустимый диапазон от - 8 до +1.

20.2. ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ СЧЕТЧИК В КОДЕ 8421

20.2.1. АСИНХРОННЫЙ ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ СЧЕТЧИК

Из табл. 20.1 видно, что с помощью трехразрядного двоичного счетчика можно сосчитать до 7, а с помощью четырехразрядного-до 15. Следовательно, для счетчика натуральных десятичных чисел в двоичном коде для каждого десятичного разряда необходим четырехразрядный двоичный счетчик, вырабатывающий двоичный эквивалент счетной декады. Эта счетная декада отличается от обычного четырехразрядного двоичного счетчика тем, что на каждый десятый (а не 16-й) импульс счета она сбрасывается в нуль и появляется сигнал переноса для запуска счетной декады следующего, более старшего десятичного разряда.

Дюично-десятичные счетчики значительно проще чисто двоичных в случае, когда результат счета необходимо представить в десятичной форме, потому что каждую декаду удобно декодировать в деся-тачный разряд.

Так как десятичная цифра представляется в натуральной двоично-десятичной форме четырехразрядным двоичным числом, разряды которого имеют значения 2, 2 2, 2 , это двоично-десятичное представление обозначается как код 8421. Состоя-вия счетной декады в коде 8421 даны

Таблица 20.2 Таблица состояний для кода 8421

в табл. 20.2. Эта таблица состояний повторяет табл. 20.1 до цифры 9 включительно, тогда как число 10 опять представляется кодом 0000. Соответствующие временные диаграммы выходных переменных показаны на рис. 20.11.

Для того чтобы обеспечить возврат счетчика при поступлении десятого входного импульса в начальное состояние, необходима, естественно, дополнительная логика. Однако можно уменьшить число вентилей, если применить JX-триггеры. Часто достаточно использовать лишь J-входы, а на лишние входы подать 1 . Такие неиспользуемые входы на логической схеме обычно не показываются.

Как работает Ж-триггер, у которого, например, подключено только два /-входа? Если J = JiJz = 1, он работает как

Zg O-J

Z, О-

Z3 0.

Рис. 20.11. Временные диаграммы состояний счетчика в коде 8421.

выходных

обычный счетный триггер, поскольку К = = const = 1. Если J = О, то эта входная комбинация из-за J = К при поступлении следующего тактового импульса передается на вход либо состояние 6 = 0 сохраняется. Такой режим работы реализован в счетной декаде типа 8421 (рис. 20.12). По сравнению с обычным двоичным счетчиком она имеет, согласно табл. 20.2, некоторые особенности. Во-первых, триггер не может переключиться при поступлении десятого импульса счета, хотя Zp изменяет состояние с 1 на О . Для объяснения этого воспользуемся простым критерием, вытекающим из табл. 20.2: Zj сохраняет состояние О тогда, когда во время действия тактового сигнала Zg = 1. Для того чтобы этого добиться, подключают J-вход Fi просто к z. Условие, что Zj при поступлении десятого импульса сохраняет состояние О , выполняется автоматически.

Вторая особенность по сравнению с двоичным счетчиком заключается в том, что десятый импульс вызывает переключение Zj из 1 в О . Необходимо отметить и следующее обстоятельство: если бы тактовый вход F3 соединялся с Zj, как в двоичном счетчике, переменная z3 не могла бы изменяться больше после восьмого импульса счета, поскольку триггер из-за обратной связи был бы блокирован. Поэтому тактовый вход F3 должен быть подключен к выходу триггера, который не блокируется обратной связью, т.е. в данном случае к zq.

Теперь, используя J-входы, следует воспрепятствовать преждевременному переключению триггера F3. Из табл. 20.2 следует, что z3 переключается в состояние 1 лишь тогда, когда и z и Zj перед очередным тактовым импульсом равны 1 . Для того чтобы выполнить это условие.

оба 7-входа> F3 подключаются к или Zj. Тогда при подаче восьмого импульса счета z3 = 1. Так как одновременно имеет место переключение Zj = Zj = О, то z3 при поступлении следующего тактового сигнала опять переходит в состояние z3 = 0. Это происходит при подаче десятого импульса счета, так как тогда Zq переходит из 1 в О . Как следует из табл. 20.2, это и есть нужный момент.

Типы ИС: SN 7490 (ТТЛ), МС 10138 (ЭСЛ).

20.2.2. СИНХРОННЫЙ ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ СЧЕТЧИК

Декадный счетчик также может работать в синхронном режиме. При разработке схемы используем синхронный 4-разрядный двоичный счетчик, представленный на рис. 20.4. Чтобы преобразовать этот счетчик в декадный, работающий в коде 8421, опять нужно ввести обратную связь, которая обеспечивает его установку в исходное нулевое состояние при поступлении десятого импульса счета. Для этого, как и в асинхронном счетчике на рис. 20.12, выход z3 соединяется с одним из /-входов Fj, и в результате получается схема, показанная на рис. 20.13. Счетчик работает так же, как синхронный двоичный счетчик. При поступлении десятого импульса Fj благодаря обратной связи на сохраняется прежнее состояние Zi = О в соответствии с таблицей состояний 20.2.

Если бы JX-входы триггера F3 были подключены как в синхронном счетчике, он не мог бы больше переключаться в исходное состояние, так как из-за обратной связи выходные переменные Zj и Zj осталиа бы в состоянии О . Поэтому обе эти пере-

Q - 1

J Qb*

Рис. 20.12. Асинхронный двоично-десятичный счетчик.

с к,

Рис. 20.13. Синхронный двоично-десятичный счетчик.

менные подают только на J-входы Fg, а не на К-входы. Таким образом осуществляется сброс в состояние Zj = О, так как теперь перед приходом десятого импульса К = \ и J = 0.

Для первых семи импульсов счета, несмотря на перестроение схемы, счетчик работает обычным образом, так как при этом Старший разряд сохраняет состояние гз = 0. В декадном счетчике в коде 8421 триггер f 3 должен переключаться в состояние 1 лишь один раз. По этой причине только выход Zq подключается к J-и А;-входам.

Ъхпы ИС: SN 74160 (ТТЛ), МС 14160 (КМОП), сброс асинхронный;

SN 74162 (ТТЛ), МС 14162 (КМОП), сброс синхронный.

Синхронный двоично-десятичный реверсивный счетчик

Двоично-десятичный счетчик, как и двоичный, может быть преобразован в реверсивный. Необходимые для этого ло-шческие схемы подобны описанным в разд. 20.1.2. Поэтому здесь не дано подробное описание его работы и указаны лишь соответствующие типы ИС.

Типы ИС: Двоично-десятичные счетчики с изменяемым направлением счета: SN 74190 (ТТЛ); МС 10137 (ЭСЛ); МС 14510 (КМОП).

Двоично-десятичные счетчики с прямым и обратным счетными входами.

20.3. СЧЕТЧИК С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ

Счетчик с предварительной установкой представляет собой устройство, которое формирует выходной сигнал тогда, когда число входных импульсов равно предварительно выбранному числу М. Выходной сигнал может быть использован как сигнал запуска определенной операции. При этом останавливается процесс счета, для того чтобы счетчик не изменял своего состояния или опять устанавливался в начальное состояние. Разрешая после сброса дальнейшую работу, получаем счетчик по модулю т, цикл счета которого определяется заранее выбранным числом.

Большинство синхронных счетчиков имеют дополнительные входы (рис. 20.14), с помощью которых реализуется параллельная работа. При этом можно легко осуществить описанную функцию предварительной установки. Введем в счетчик число Р = Z ajc - М, установив для этого на входе разрешения загрузки L= 1, и подадим тактовый импульс Ф. Для двоичного счетчика число Zatc ~ М вычислить особенно легко: оно равно обратному двоичному коду числа М. После про-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [ 115 ] 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.