Очень много всего по схемотехнике (Введение)

Посмотреть архив целиком

Введение


Счётчики - автоматы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, фиксируя тем самым число поступивших на их вход импульсов в том или ином коде. Счётчик характеризуется модулем счёта М. После поступления на вход М сигналов начинается новый цикл, повторяющий предыдущий. По направлению счёта подразделяются на суммирующие(прямого счёта), вычитающие(обратного счёта),реверсивные(с изменением направления счёта). По принадлежности к тому или иному классу автоматов говорят о синхронных и асинхронных счётчиках. Счётчики строятся из разрядных схем, имеющих межразрядные связи. Соответственно организации этих связей различают счётчики с последовательным, параллельным и комбинированным переносами. Счётчики могут работать в режиме регистрации числа поступивших на вход сигналов, или в режиме делителя частоты.






































2. Выбор и обоснование структурной схемы

.

Для курсового проектирования была выбрана схема синхронного суммирующего счётчика с комбинированным переносом.


Q1

Q2

Q3

Q4

Q1+

Q2+

Q3+

Q4+

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

1

0

0

1

0

2

0

0

1

0

0

0

1

1

3

0

0

1

1

0

1

0

0

4

0

1

0

0

0

1

0

1

5

0

1

0

1

0

1

1

0

6

0

1

1

0

0

1

1

1

7

0

1

1

1

1

0

0

0

8

1

0

0

0

1

0

0

1

9

1

0

0

1

0

0

0

0

10

1

0

1

0

x

x

x

x

11

1

0

1

1

x

x

x

x

12

1

1

0

0

x

x

x

x

13

1

1

0

1

x

x

x

x

14

1

1

1

0

x

x

x

x

15

1

1

1

1

x

x

x

x

Таблица переходов счётчика.



При работе на высоких частотах проблема гонок оказывает существенное влияние, поэтому целесообразно использование именно синхронных схем. Чаще всего используются суммирующие счётчики, в связи с этим выбран именно этот тип. В данной работе используется комбинированный перенос между разрядами тетрады и последовательный между тетрадами - наиболее простой для реализации счётчика на Т триггерах, использующий наименьшее количество аппаратуры и интуитивно дающий более четкое представление о работе счётчика.

Все сигналы об ошибках вызывают обнуление всех тетрад, сигнал переполнения десятичного разряда обнуляет все триггеры разряда, он же подаётся на младший триггер старшего десятичного разряда.

Дешифратор управления индикацией преобразует двоичный код десятичной цифры в семи разрядное слово, соответствующее цифре на индикаторе.


Описание сигналов в схеме


Обозначение

Назначение

In

Счётный сигнал

Pr

Сигнал на асинхронный R вход, всегда логическая "1"

Er

Сигнал ошибки внешнему уст-ву, обнуляет все разряды логическим нулём, "1" - нормальная работа

P0

Перенос из нулевого десятичного разряда

P1

Перенос из первого десятичного разряда

P2

Перенос из второго десятичного разряда

Er0

Ошибка в нулевом десятичном разряде

Er1

Ошибка в первом десятичном разряде

Er1

Ошибка во втором десятичном разряде

Er2

Ошибка в третьем десятичном разряде

Er3

Ошибка в третьем десятичном разряде

Си

Синхронизирующий сигнал

Х0

Единицы числа на счётчике в двоично-десятичном виде и инверсия трёх младших разрядов

Х1

Десятки числа на счётчике в двоично-десятичном виде и инверсия трёх младших разрядов

Х2

Сотни числа на счётчике в двоично-десятичном виде и инверсия трёх младших разрядов

Х3

Тысячи числа на счётчике в двоично-десятичном виде и инверсия трёх младших разрядов

У0

Единицы числа на счётчике в виде 7 разрядного слова

У1

Десятки числа на счётчике в виде 7 разрядного слова

У2

Сотни числа на счётчике в виде 7 разрядного слова

У3

Тысячи числа на счётчике в виде 7 разрядного слова


Элемент И-НЕ служит для регистрации наличия ошибки в одном из десятичных разрядов.

Er = ~(Er0&Er1&Er2&Er3)




























































3. Выбор и обоснование функциональной схемы.


Рассмотрим работу одной тетрады счётчика.

На Т вход первого триггера всегда поступает логическая единица, этот триггер работает как счётный (делитель частоты на два). Из таблицы переходов видно, что частота переключений второго триггера равна частоте на выходе первого, поэтому они соединяются напрямую. Для переключения третьего разряда необходимо наличие на выходах двух предыдущих единиц. За наличием этого события "наблюдает" логический элемент И-НЕ и инвертор. Переключение четвёртого разряда происходит после появления трех единиц на предшествующих разрядах. Это регистрируется элементом И-НЕ и инвертором. На вход этой схемы поступают сигнал от предыдущего разряда и с выхода первой комбинационной части. Для обеспечения модуля счёта равного десяти в схему вводится дополнительный триггер и комбинационная схема из элемента И-НЕ и инвертора. КС "следит" за появлением 910, после этого появившаяся единица задерживается на такт, после чего по асинхронному входу R всех разрядов переводит состояние счётчика в нулевое.

Для проверки правильности переключения разрядов используется свёртка по модулю два. Для этого в схему вводится триггер, задерживающий на такт результат будущего такта, и элементы сложения по модулю два, вычисляющие значение разряда в следующем такте. Рассмотрим схему контроля.

На вход M2 поступает сигнал с входа Т разряда и его выхода, т.о. предсказывается будущее состояние выхода. Для сравнения его с реальным получившееся значение поступает на вход D триггера, после чего оно, в следующем такте оно складывается по модулю два с проверяемым разрядом. Результат равный логической единице сигнализирует об ошибке. Следует заметить, что триггер задержки один на все разряды, то есть идёт контроль нечётного числа ошибок. Это связано с тем, что проверка каждого разряда слишком дорогостоящая, а её целесообразность сомнительна.

Дополнительно в схему вводятся три элемента И-НЕ, которые обеспечивают возвращение счётчика в нормальный режим работы при переключении тетрады на значение большее 910.


















Описание сигналов в схеме.


Обозначение

Назначение

Ini

Счётный сигнал i-го разряда

Q0

Выход нулевого двоичного разряда

Q1

Выход первого двоичного разряда

Q2

Выход второго двоичного разряда

Q3

Выход третьего двоичного разряда

Z0

Выход элемента И-НЕ №0

Z1

Выход элемента И-НЕ №1

Z2

Выход элемента И-НЕ №2

Z3

Выход элемента И-НЕ №3

Z4

Выход элемента И-НЕ №4

Z5

Выход элемента И-НЕ №5

Z6

Выход элемента ИСКЛ-ИЛИ №0

Z7

Выход элемента ИСКЛ-ИЛИ №1

Z8

Выход элемента ИСКЛ-ИЛИ №2

Z9

Выход элемента ИСКЛ-ИЛИ №3

Z10

Выход элемента ИСКЛ-ИЛИ №4

Z11

Выход элемента ИСКЛ-ИЛИ №5

Eri

Сигнал ошибки счёта i-го десятичного разряда. Ошибка - логический ноль.

Рi

Перенос из i-го десятичного разряда(0<=i<3)

Er

Общая ошибка счёта. Логический ноль ошибка.

ШД1

Текущее состояние счётчика

ШД2

Будущее состояние счётчика


Случайные файлы

Файл
118585.rtf
132926.rtf
Afgan.doc
9514-1.rtf
184330.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.