Цифровые устройства и микропроцессоры

 

 

 

Задача 5. Асинхронные  счетчики.

Асинхронные счетчики К155ИЕ5 и К155ИЕ2.

Составьте схемы счетчика с модулем счета  К на основе асинхронных счетчиков  К155ИЕ2 и К155ИЕ5 с использованием логических элементов. Приведите таблицу переключений составленной схемы и временные диаграммы сигналов на входах и выходах микросхем. Модуль счета К = номер варианта + 20 = 5 + 20 = 25.

 

Решение

 

Будем использовать двоичный счетчик К155ИЕ5.

1) Функциональная схема счетчика К155ИЕ5 приведена на рисунке 5.1,а, а его условное обозначение на принципиальных схемах на рисунке 5.1,б. Счетчик К155ИЕ5 имеет фактически два счетчика: с коэффициентом пересчета два (вход С0 и выход Q0) и с коэффициентом пересчета восемь (вход С1 и выходы Q1, Q2, Q3). Счетчик с коэффициентом пересчета шестнадцать легко получается, если соединить выход Q0 с входом С1, а импульсы подавать на вход С0.

Рисунок 5.1

Последовательным  соединением нескольких делителей можно увеличить общий модуль счета, который будет равен произведению отдельных модулей счета.

С помощью  логических элементов можно получить для счетчика, имеющего n триггеров, любой модуль счета . Для этого требуется устанавливать все триггеры счетчика в 0 после подсчета К импульсов. С этой целью входы логического элемента подключаются к выходам определенных триггеров, а его выход – к входам R0.

2. Пересчитаем заданный модуль К в двоичный код: , с учетом того, что счет начинается с 0 -

3) Число  разрядов двоичного кода показывает, сколько триггеров должен иметь  счетчик – в нашем случае  число триггеров равно 5. Число  единиц определяет число входов  логического элемента И – в  нашем случае 3.

4) В таблице 5.1 приведены состояния на выходах счетчика с коэффициентом пересчета К = 25 после поступления каждого очередного импульса, причем счетчик предварительно был установлен в нулевое состояние.

 

С	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1Q0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1
1Q1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1
1Q2	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1
1Q3	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
2Q1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
A	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

 

С	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	0
1Q0	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
1Q1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	0
1Q2	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0
1Q3	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	0
2Q1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	0
A	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0

 

 

 

5) На  рисунке 5.2 приведена схема, составленная  на двух счетчиках К155ИЕ5 и логическом  элементе 3И. В ней задействовано пять триггеров: все триггеры микросхемы DD1 и один триггер микросхемы DD2.

Рисунок 5.2

 

6) На  рисунке 5.3 представленные временные  диаграммы сигналов на входах  и выходах микросхем.

 

 

Рисунок 5.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 6. Синхронные счетчики.

 

Составьте схему счетчика - делителя с модулем  счета К на основе синхронных счетчиков  К555ИЕ9 или К555ИЕ10. Приведите временные диаграммы сигналов на всех входах и выходах микросхем.

Если номер варианта четный - выберите счетчик К555ИЕ10, если нечетный – К555ИЕ9. Модуль счета К = номер варианта + 40 = 5 + 40 = 45.

 

Решение:

1. Определим количество счетчиков ИЕ9 в схеме при заданном К = 45:

, следовательно, m = 2.

2. Определим максимальный для данной схемы модуль счета:

3. Определим код числа (D), которое является дополнением до максимально возможного для данной схемы при К = 45:

D = 100 – 45 = 55,

т.е. на информационные входы счетчиков  должен быть подан двоично-десятичный код числа 55:

D3 = 0, D2 = 1, D1 = 0, D0 = 1 – для первого счетчика

D3(D7) = 0, D2(D6) = 1, D1(D5) = 0, D0(D4) = 1 – для второго счетчика

4. Схема счетчика-делителя представлена на рисунке 6.1.

Синхронное каскадное включение  счетчиков К555ИЕ9 осуществляется следующим способом. Счетные импульсы подаются на входы С всех счетчиков параллельно, выход CR каждого счетчика подключен к входу CR следующего, а на входы Е всех счетчиков, начиная со второго, подается сигнал с выхода CR первого.

При К = 45 на входы Di подается двоичный код числа 55 – 00110111.

 

 

 

 

 

Рисунок 6.1

 

 

5. Временные диаграммы представлены на рисунке 6.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.2

 

Список литературы

 

 

1. Гласман К.Ф., Покопцева М.Н. Цифровые устройства и микропроцессоры. Учебное пособие для студентов специальности 210312 «Аудиовизуальная техника». Часть 1. – СПб.: СПбГУКиТ, 2008.
2. Гласман К.Ф., Алексеева Л.А., Покопцева М.Н. Цифровые устройства и микропроцессоры. Учебное пособие для студентов специальности 210312 «Аудиовизуальная техника». Часть 2. – СПб.: СПбГУКиТ, 2008.
3. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. –М.: Мир, 2001.
4. Угрюмов Е. Цифровая схемотехника от логического элемента до перспективных БИС/СБИС с программируемыми структурами. –СПб.: БХВ – Петербург, 2004.
5. Уилкинсон Б. Основы проектирования цифровых схем. –Киев.: Вильямс, 2004.
6. Фрике К. Вводный курс цифровой электроники. –М.: Техносфера, 2004.
7. Опадчий Ю.А. Аналоговая и цифровая электроника. Учебник для ВУЗов. –М.: Горячая линия – Телеком, 2005.