Теоретичні відомості. 1. Основні поняття

1. Основні поняття

Лічильник - це електронний пристрій для підрахунку кількості імпульсів. У міру надходження вхідних сигналів лічильник послідовно змінює свої стани в певному для даного типу лічильника порядку.

Число використовуваних станів лічильника називають модулем перерахування або підставою рахунку.

По типі виконуваних операцій лічильники розділяються на

підсумовуючі, що віднімають і реверсивні.

Лічильники, для роботи яких досить одного рахункового сигналу, називають асинхронними лічильниками. Лічильники, які

для перемикання в наступний стан використають крім рахункового сигналу ще й сигнал синхронізації, називаються синхронними лічильниками.

У більшості схем лічильників передбачається загальна

шина скидання (обнуління) лічильника.

У деяких схемах лічильників може бути передбачена можливість завантаження значення початку рахунку, відмінного від нульового.

В основі схем лічильників у більшості випадків знаходять застосування рахункові тригери.

2. Використовувані елементи програми EWB.

1) Voltage Source. За допомогою цього джерела на вхід

тригерів і логічних елементів подається логічна одиниця.

2) Перемикач (Basic->Switch). Перемикання виробляється натисканням на клавішу, зазначену в дужках над цим елементом.

3) Логічний елемент "І" (Logic gates->2-Input AND gate).

4) Логічний елемент "АБО" (Logic gates->2-Input OR gate).

5) Тригер типу D (Digital->D Flip-Flop)

6) Світоіндикатор (Indicators->red Prob). При подачі на цей елемент логічної одиниці світодіод загоряється червоними кольорами.

7) Джерело прямокутних сигналів (Sources->Clock).

Виконує функцію синхронізатора, що забезпечує

одночасність подачі сигналів на входи тригерів.

8) Універсальний J-K тригер.

9) Універсальний J-K тригер з настановними входами.

10) Семисегментний цифровий індикатор.

Завдання для студентів

2.1. Скласти схему асинхронного підсумовуючого лічильника на D-тригерах.

2.1.3 5-вольтове джерело напруги приєднується через перемикач до входу D1 тригера молодшого (лівого) розряду лічильника.

Для настроювання управлінням перемикача необхідно призначити клавішу для перемикання даного перемикача. Для цього потрібно подвійним натисканням миші кликнути на зображенні перемикача й меню настроювання у формі KEY указати цю клавішу.

2.1.4 Інверсний вихід тригера підключити до D-входу тригера, щоб забезпечити роботу в рахунковому режимі. Таке з'єднання провести на всіх тригерах всіх розрядів.

2.1.5 До прямих виходів розрядів підключити семи сегментний індикатор з дешифратором.

2.1.6. Підсумкова схема лічильника може бути такою:

2.2. Порядок проведення дослідження роботи лічильників.

2.2.1. Зібрати чотирьохрозрядний асинхронний підсумовуючий лічильник на J-K тригерах. До прямих виходів тригерів приєднати семисегментний індикатор і світодіодні індикатори.

Досліджувати й замалювати тимчасову діаграму роботи лічильника. Переробити схему в лічильник, що віднімає. Замалювати тимчасову діаграму роботи.

2.3.2 Скласти схему підсумовуючого синхронного лічильника.

В основі схеми використаються J-K тригери. Через те, що в бібліотечних тригерах J-K є тільки один J й один ДО вхід, необхідно реалізувати логічні керування старшими розрядами на зовнішніх логічних елементах. На синхровходи всіх розрядів подати синхроімпульси від генератора прямокутних імпульсів. На об'єднані входи J й K молодшого розряду подати рахунковий імпульс від 5-вольтового джерела за допомогою перемикача. Замалювати тимчасову діаграму й пояснити за допомогоюсвітодіодів, у який момент здійснюється передача рахункового сигналу старшому розряду.

2.4. Моделювання роботи лічильника Джонсона

Для одержання схеми лічильника Джонсона необхідно з'єднати інверсний вихід старшого розряду регістра із входом молодшого. Змінюючи частоту синхроімпульсів, можна домогтися різної швидкості зміни станів.

2.5. Завдання для самостійної роботи.

2.5.1. Зібрати схему реверсивного асинхронного лічильника. Керування напрямком рахунку організувати за допомогою керуючого тригера.

2.5.2. Обмежити модуль лічильника (вичітуючого або підсумовуючого) числом, призначеним викладачем. Зібрати схему аналізу модуля рахунку.

2.5.3. Зібрати схему синхронного 4-х розрядного лічильника на універсальних J-K тригерах.

3. Дати відповідь на контрольні питання.

3. Контрольні питання

1. Призначення лічильників в обчислювальних пристроях.

2. Ознаки класифікації лічильників.

3. Коефіцієнт перерахування лічильника.

4. Чим визначається максимальна частота надходження вхідних сигналів на лічильник?

5. Яка властивість J-K тригерів дозволяє побудувати на їхній основі синхронні лічильники?

6. Який пристрій дозволяє побудувати реверсивний лічильник?

7. Поясніть тимчасову діаграму роботи лічильника Джонсона.

Лабораторна робота № 5

Тема: Моделювання роботи суматорів за допомогою програми аналізу електронних схем Electronic Workbench

Мета: Ознайомлення з можливостями моделювання роботи схем суматорів. Дослідження суматорів, універсального суматора-вираховувача, інкременторів і декременторів

Обладнання та програмне забезпечення: ПК, програма аналізу електронних і логічних схем Electronic Workbench

Дата добавления: 2015-07-11