Исследование схем счётчиков импульсов (Лабораторная работа № 8), страница 2

                     Реверсивный счётчик.

                                    Рис.3

Связь между разрядами осуществляется через схему И-ИЛИ, построен­ную на элементах И-НЕ. При наличии сигнала 1 на шине сложения счётный вход каждого последующего триггера соединяется с инверсным входом преды­дущего, т.е. работает как суммирующий. При наличии сигнала 1 на шине вычи­тания счётный вход каждого последующего триггера соединяется с прямым выходом предыдущего триггера, т.е. работает как вычитающий счётчик.

Счётчики последовательного типа с непосредственными связями не яв­ляются быстродействующими, так как для установления соответствующего числа на выходе требуется последовательное переключение всех триггеров, по­этому они и получили распространение в дискретных устройствах малого и среднего действия, а также при построении делителей частоты. Более быстро­действующими являются параллельные счётчики, в которых счётные им­пульсы поступают одновременно на счётные входы всех разрядов счётчика, и счётчики переноса [2].

Рассмотренные выше счётчики имеют коэффициент счёта К_сч, равный 2^m, где m- число разрядов счётчика. Однако на практике нередко возникает необходимость в счётчиках, К_сч которых отличен от 2^m. Очень часто, например, применяются счётчики с К_сч=10 (декадный счётчик), т.е. счетчики, имеющие 10 устойчивых состояний. Принцип построения таких счётчиков заключается в исключении “лишних” устойчивых состояний у счётчика с К_сч=2^m, т.е. создание схем, с помощью которых запрещаются некоторые состояния. В зависимости от того, какие состояния выбираются в качестве рабочих, все счётчики с произвольным коэффициентом счёта можно разделить на счётчики с естественным и произвольным порядком счёта. В счётчиках с естественным порядком счёта счёт начинается с 0 и заканчивается числом К_сч-1. Существует ряд схемных решений, позволяющих построить счётчики с К_сч как с естественным, так и с произвольным порядком счёта. Наиболее часто встречающимся из них является способ выделения К_i-го состояния с последующей установкой счётчика в исходное состояние. Способ реализуется с помощью схемы И, на входы которой подключаются прямые или инверсные выходы всех триггеров, причём у триггеров, которые после поступления К_i-го входного импульса принимают значения 1, подключаются прямые выходы, а у триггеров, которые находятся в состоянии 0,- инверсные. При этом после поступления К_i-го импульса на выходе схемы И образуется сигнал 1, который поступает на все входы R триггеров и устанавливает триггеры в нулевое состояние. В дальнейшем счёт повторяется.

Другим способом, исключающим “лишние” состояния, является способ обратных связей, с помощью которых выходные импульсы с одного или нескольких триггеров подаются на вход одного (или нескольких) предыдущих. Так, в m-разрядном счётчике при подаче выходного импульса m-го триггера на вход первого К_сч уменьшается на единицу, при подаче выходного импульса на вход второго триггера- на 2. Связь m- го триггера с третьим уменьшает коэффициент счёта на 4 и т.д. Используя несколько обратных связей, можно получить любой коэффициент счёта, заключённый в интервале от 2^m до 2^m-1. Счётчики с обратными связями являются счётчиками с обратным порядком счёта. Исходное состояние элементов такого счётчика не 000...0, а состояние, в котором записано число 2^m-n (где n- число “лишних” комбинаций), а показание счётчика в десятичной системе не соответствует количеству импульсов в десятичной. Так, например, для счётчика с К_сч=5 исходное состояние 011. После 5 импульсов он вновь возвратится в исходное состояние.

2. Порядок выполнения работы.

Используя программу “Электронная лаборатория”, собрать и смоделировать работу схемы счётчика, указанного преподавателем.

3. Контрольные вопросы.

1.  Назначение счётчиков и их классификация.

2.  Принцип работы счётчиков с непосредственными связями.

3.  Принцип работы счётчиков с переносом.

4.  Составить временные диаграммы работы суммирующих и вычитающих счётчиков.

5.  Составить схему счётчика с обратными связями с К_сч=10.

6.  Составить схему делителя частоты на 16.

Литература: [2, c. 162 ...196, 3, c. 211...219.]

Рекомендуемая литература.

1.  Переборов А. С.  и  др. Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики. М. : Транспорт, 1984. 384с.

2.  Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М.: Советское радио, 1975. 264с.

3.  Алексеенко А. Г., Шагурин  И. И. Микросхемотехника. М.: Радио и связь, 1982. 414с.