Дискретное устройство. Структурная схема дискретного устройства. Разработка дискретного устройства, страница 2

Для наглядной демонстрации работы генератора на рисунке 1.3  представлена временная диаграмма.

U

1.3 Счетчик

Это цифровое устройство, которое осуществляет счет числа появлений сигналов определенного уровня на входе. Числа счетчиков представляют определенный набор состояний триггера и при поступлении очередной единицы на вход счетчика, состояние изменяется.

Произведем построение суммирующего двоичного счетчика на JK триггерах с коэффициентом счета К=7 (базис ИЛИ-НЕ).

Определим необходимое число nтриггеров, исходя из соотношения

2n-1 ≤ K ≤ 2n

 

Так как 23-1 ≤ 7 ≤ 23, то для построения счетчика с коэффициентом счета 7 потребуется три  триггера. Для перевода триггеров в требуемое состояние на его входы надо подавать определенные логические уровни. Для этого запишем предыдущие и последующие состояния триггеров (таблица 1.1). В таблице 1.1 также указаны значения входных сигналов JK-триггера при его переходе из одного состояния в другое.

Таблица 1.1

Номер входного импульса

Состояние триггеров

Сигналы на информационных входах триггеров

Текущее

Cледующее

J3

K3

J2

K2

J1

K1

А3

А2

А1

А3

А2

А1

0

0

0

0

0

0

1

0

~

0

~

1

~

1

0

0

1

0

1

0

0

~

1

~

~

1

2

0

1

0

0

1

1

0

~

~

0

1

~

3

0

1

1

1

0

0

1

~

~

1

~

1

4

1

0

0

1

0

1

~+

0

0

~

1

~

5

1

0

1

1

1

0

~

0

1

~

~

1

6

1

1

0

1

1

1

~

0

~

0

1

~

Анализируя (таблицу 1.1)  получим формулы, показывающие, какие сигналы надо подать на JK-входы разрядных триггеров.

Для получения формул применим метод минимизации Карт Карно: аргументом карты Карно на основании (таблицы 1.1)  является переход триггера из предыдущего состояния в последующее с учетом нужного вида перехода триггера.

Для каждого JK-триггера требуется две карты Карно: для J- и К-входов.

Заполним карты Карно:


По картам Карно получим упрощенные формулы:

J1 = 1;      J2 = ;       J3 =

K1 = 1;     K2 =;     K3 = 0

По полученным формулам осуществим соединение триггеров


(рисунок 1.4):

 
 


Рисунок 1.4

 
 


Сигналы на входы JK третьего триггера подаются через элемент ИЛИ-НЕ согласно правилу де Моргана (закон двойственности).

Диаграмма уровней поясняющая работу счетчика приведена на рисунке 1.5.