Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11




Лічильники імпульсів

11.1. Мета роботи

Вивчення принципів побудови, функціонування та використання лічильників імпульсів.

 

11.2. Короткі теоретичні відомості.

Використання пакету EWB для проведення дослідів

Лічильниками імпульсів називають послідовнісні цифрові пристрої, які визначають кількість імпульсів, що поступають на їх вхід, і відображають результат підрахунку у певному коді. Лічильники входять до складу і є невід’ємними вузлами мікропроцесорів, мікроконтролерів, калькуляторів, електронних годинників, таймерів, частотомірів і багатьох інших пристроїв цифрової техніки. У мікропроцесорах та мікроконтролерах лічильники використовуються для утворення послідовності адрес команд, підрахунку кількості циклів виконання операцій тощо.

Найпростішим однорозрядним лічильником імпульсів можна вважати JK-тригер або D-тригер, який працює у лічильному режимі (режимі Т-тригера) і рахує вхідні імпульси за mod 2 (кожний імпульс перемикає тригер у протилежний стан). Один тригер рахує до одного, два послідовно з’єднаних тригерів рахують до трьох, а n тригерів – до (2n – 1) імпульсів. Результат підрахунку формується у заданому коді, який може зберігатись у пам’яті лічильника або бути зчитаним іншим пристроєм цифрової техніки (наприклад, дешифратором для виведення числа на семисегментний індикатор). Лічильники характеризуються таким параметром, як коефіцієнт (модуль) рахунку М, котрий показує максимальну кількість імпульсів, що може бути подана на лічильник, щоб привести його до початкового стану. Лічильник імпульсів, у якому при надходженні вхідного імпульсу перемикаючий перепад передається від попереднього тригера наступному, називають лічильником з послідовним переносом, а коли перемикаючий перепад надходить на всі розряди одночасно (чи майже одночасно) – то це лічильник з паралельним переносом.

Розглянемо двійковий лічильник з послідовним переносом. Будучи реалізований на базі лічильного тригера, перший розряд лічильника перемикається за кожним вхідним імпульсом. Кожний наступний розряд лічильника отримує перемикаючий перепад (1/0 або 0/1) від попереднього розряду – перемикаючий перепад розповсюджується уздовж тригерної ланки лічильника послідовно.

Якщо з надходженням кожного вхідного імпульсу число в лічильнику збільшується на одиницю (інкрементується), то такий лічильник називається додаючим або інкрементуючим. Схема додаючого чотирьохрозрядного двійкового лічильника імпульсів з послідовним переносом і коефіцієнтом рахунку М = 24 = 16, зібрана у пакеті EWB, приведена на рис. 11.1, а.

 

а

б

В г

Рис. 11.1

 

Якщо на лічильний вхід кожного наступного тригера подавати сигнал з прямого виходу попереднього тригера, то з надходженням кожного наступного імпульсу на вхід лічильника число в лічильнику буде зменшуватись на одиницю (декрементуватися), і такий лічильник називається віднімаючим або декрементуючим (рис. 11.1, б).

На рис. 11.1, в і г приведені внутрішні структури підсхеми T_TRIG на базі D- і JK-тригерів відповідно.

Лічильники, які здатні виконувати функції додавання і віднімання в залежності від значення керуючого сигналу [M], називаються реверсивними. Схема такого лічильника приведена на рис. 11.2, а. Внутрішня структура підсхеми LOGIC розкрита на рис. 11.2, б, а підсхема T_TRIG може бути зібрана за одним з варіантів, що приведені на рис. 11.1, в, г. Підсхема LOGIC представляє собою мультиплексор 2:1, що забезпечує керовану комутацію одного з двох виходів попереднього Т-тригера на вхід наступного у залежності від значення керуючого сигналу [M]. Таким чином, вхід [M] задає напрямок рахунку – прямий (лог. 1) чи зворотний (лог. 0).

 

а

б

Рис. 11.2

 

Реалізація лічильників з довільним коефіцієнтом рахунку. Часто при вирішенні деяких практичних задач виникає необхідність побудови лічильників з довільним модулем рахунку, що відрізняється від цілого ступеня числа 2.

Наприклад, електронний секундомір, який веде відлік секунд у двійковому коді, повинен мати коефіцієнт рахунку 60, а не 64 (26). У цьому випадку застосовується метод примусового обнуління вмісту лічильнику, суть якого полягає в тому, що із загальної кількості станів виключаються ті, значення яких перевищують необхідний модуль рахунку М = 60. Іншими словами, дорахувавши до необхідного значення, лічильник повинен бути очищений і почати відлік спочатку. Отже, для вирішення поставленої задачі спочатку необхідно спроектувати лічильник з коефіцієнтом рахунку 64 (з’єднати між собою послідовно 6 Т-тригерів через інверсні входи), а потім за допомогою зовнішніх елементів логіки забезпечити виконання умови його обнуління у потрібний момент. Перетворивши число 6010 у двійковий код, отримаємо 1111002 . Тоді, враховуючи те, що обнуління вмісту лічильника здійснюється низьким рівнем сигналу , стає зрозумілим, що, об’єднавши чотири старші розряди лічильника через елемент І-НІ, ми забезпечимо вказану умову. На рис. 11.3, а зображена схема електронного секундоміра, а на рис. 11.3, б – вміст підсхеми TRIG.

 

а

б

Рис. 11.3

 

Ускладнимо задачу – поставимо за мету спроектувати електронний секундомір, який відображає результат рахунку у десятковому коді за допомогою семисегментних індикаторів. У цьому випадку необхідно або додатково створювати перетворювач двійкового коду у двійково-десятковий, або використати два лічильники, один з яких налаштувати на модуль рахунку 10, а другий – на 6 (рис. 11.4).

Рис. 11.4

 

У пакеті EWB в усіх розглянутих вище схемах підраховувані імпульси подаються на лічильник пристроєм Function Generator, який необхідно налаштувати наступним чином:

· форма сигналу – прямокутні імпульси ;

· частота (Frequency) – 1 Hz (одна зміна стану за секунду);

· скважність (Duty cycle) – 50%;

· амплітуда (Amplitude) – 5V.

У параметрах пристрою Logic Analyzer (логічний аналізатор) потрібно змінити частоту аналізу, щоб часові діаграми були синхронізовані з частотою генерації сигналу. Це можна зробити після натиску кнопки Set… підгрупи Clock, виставивши в полі вводу Internal clock rate число 1, а в найменуванні одиниць виміру вказавши Hz. У такий спосіб отримаємо частоту аналізу 1 Гц, яка відповідає частоті генерації синхроімпульсів.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных