Счетчики - Конспект Лекций, раздел Философия, Конспект лекций по дисциплине: Цифровые устройства и микропроцессоры
Характеризуется В Основном Двумя Параметрами:
1. ...
Характеризуется в основном двумя параметрами:
1. Число пересчета (число устойчивых состояний счетчика):
Ксч max = 2n;
2. Время установления счетчика — это интервал времени, за который все разряды принимают требуемые устойчивые состояния.
Классификация счетчиков.
Счетчики бывают прямого счета (суммирующие), обратного счета (вычитающие) и с управлением направления отсчета (реверсивные). По структурной классификации счетчики делятся на счетчики последовательного счета, параллельные счетчики и параллельно-последовательные.
· Последовательные счетчики.
Схема счетчика прямого счета (суммирующего) представлена на рис. 1.5.4
Рис. 1.5.4Схема счетчика прямого счета, построенного на Т-триггерах
Граф состояний последовательного счетчика:
Твх
Твх
А
А
В
В
С
С
восемь устойчивых состояний счетчика
Осуществление межразрядной коммутации в реверсивном счетчике последовательного счета представлено на рис. 1.5.5
(-)
(+)
Рис. 1.5.5 Реализация межразрядной коммутации в реверсивном счетчике последовательного счета
Таймер — это устройство обратного счета, секундомер — прямого счета.
· Счетчики с требуемым коэффициентом пересчета.
Рассмотрим счетчик суточного пересчета часов. Сначала обратимся к формальному правилу коэффициента пересчета:
kсатр<2n, где n=6;
используем двоично-десятичный код:
0000 00 — 64 состояния, из которых 40 оказываются лишними.
единицы десятки
0000 10
1248 12 — веса разрядов
tуст max
Таблица состояний счетчика суточного пересчета часов
t00
t01
t02
t03
t04
t05
t06
t07
t08
t09
t10
t11
t12
t13
t14
t15
t16
t17
t18
t19
t20
t21
t22
t23
Q00
Q10
Q20
Q30
Q01
Q02
В этой таблице отсутствуют 40 лишних состояний, вот некоторые из них:
0101 00
1111 00
0101 10
1111 10
0010 01
1111 11
Рис. 1.5.6Схема электрическая принципиальная счетчика суточного пересчета часов
Пояснения к схеме:
Четырехвходовой элемент Ина схеме обеспечивает дешифрацию первого лишнего состояния счетчика: 0101 из первой и второй групп лишних состояний. В результате чего тетрада устанавливается в состояние 0000, исключая тем самым первые две группы лишних состояний. Шестивходовой элемент И обеспечивает дешифрацию первого лишнего состояния из третьей группы кодов: 0010 01 (24 часа) и через элемент ИЛИ устанавливает весь счетчик в состояние 0000 00, исключая тем самым третью группу лишних состояний.
Примечание: поскольку в схеме присутствует декадный счетчик, то его работу необходимо рассмотреть отдельно.
Время установления последовательного счетчика (Туст):
Туст = n . tуст,
где n — число разрядов, а tуст — время установления одного разряда.
Существенное время установления последовательного счетчика ограничивает сферу их применения. Альтернативой служит параллельный счетчик.
· Параллельный счетчик (счетчик со сквозным переносом)
Реализация параллельного счетчика высокой разрядности строится по параллельно-последовательной схеме: например, четырехразрядный параллельный счетчик последовательно соединен с четырехразрядным последовательным.
Параметры логических элементов
1. Коэффициент объединения по входу — количество входов логического элемента, обеспечивающих выполнение заданной функции.
2. Коэффициент разветвления по
Способ первый.
1. Таблица истинности нашего логического элемента должна иметь следующий вид:
1 у.е.
2 у.е.
5у.е.
итог
Способ второй.
Минимизация логических функций с помощью карты Карно.
Примечание: аналогично производится минимизация логических функций с помощью диаграмм Вейча.
Комбинационные устройства
К комбинационным устройствам относятся цифровые устройства, для которых состояние выходов однозначно определяется состоянием входов.
Пример: преобразователь кодов.
Таблица
Шифраторы и дешифраторы
Шифратором принято называть комбинационное устройство, имеющее в общем случае 2n входов и n выходов. Обозначение на электрических принципиальных схемах:
Мультиплексор и демультиплексор
Мультиплексор предназначен для коммутации одного из n информационных входов на единственный выход, коммутация осуществляется в зависимости от кода управления, называемого ад
Цифровой компаратор
Компарирование — это операция сравнения. Компаратор, как правило, имеет три выхода:
1. Операнд A равен операнду B;
2. Операнд A больше операнда B;
3.
Полный одноразрядный сумматор
Таблица истинности полного одноразрядного сумматора выглядит следующим образом:
ai
bi
Pi-1
Быстродействие комбинационных устройств
Ограниченное быстродействие комбинационных устройств приводит к возникновению опасных состязаний. Следующий рисунок поясняет работу комбинационного устройства в динамическом
Триггеры
Триггером называют логическое устройство с двумя устойчивыми состояниями, и, поскольку устойчивых состояний два, то триггер — это классический бистабильный элемент.
&n
Регистры
Регистры делятся на параллельные, последовательные и параллельно-последовательные.
Типовой ячейкой параллельного регистра является R-S-тр
Арифметические основы работы цифровых устройств
Любая система счисления предназначена для однозначной записи чисел и выполнения арифметических действий.
Унитарная система — это простейшая система счи
Представление чисел с учетом знака
Цифровые устройства не умеют вычитать, умножать и делить. Они умеют только складывать (таблица истинности полного одноразрядного сумматора), поэтому операцию вычитания сводим к опер
Умножение. Деление
При умножении двоичных чисел знак произведения определяется логической операцией "исключающее или", а модуль произведения формируется в результате сложения частных произве
Представление чисел в двоично-десятичном коде
При двоично-десятичном представлении чисел, каждый разряд числа представляется в двоичной форме. Для представления каждой десятичной цифры необходимы четыре двоичных разряда; эти че
Реализация арифметических операций
Результат сложения, вычитания и умножения двух цифр ai и bi в i-том разряде может быть представлен двумя цифрами: Si — собственно результат в
Программируемая логическая матрица (ПЛМ)
Все ПЛИСы (ПЛМ) выполняют функцию комбинационного устройства — дешифратора.
Рассмотрим устройство и принцип действия ПЛМ. Используем ее для управления семисегментным индика
Последовательный АЦП
Принцип действия последовательного АЦП основан на преобразовании входного аналогового напряжения в пропорциональный ему временной интервал, после чего временной интервал заполняется импульсами с ка
Основные термины и определения систем индикации
Индикатор - выходное устройство информационного прибора или системы, обеспечивающее визуальное или видимое отображение информации, воспринимаемое человеком в уд
Типы индикаторов
· Знакосинтезирующий индикатор – устройство отображения информации, в котором видимое изображение создается из одного или нескольких элементов отображаемой и
Управление знакосинтезирующими индикаторами
Различают статический и динамический режимы управления знакосинтезирующими индикаторами.
При статическом режиме все элементы, формирующие со
Полупроводниковые знакосинтезирующие индикаторы
Минимальный ток светодиода Imin = 3 мА, поэтому устройства управления полупроводниковыми знакосинтезирующими индикаторами должны содержать токоограничивающие элементы для каждого из свет
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов