Исследование схем счётчиков импульсов (Лабораторная работа № 8)

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА

        КАФЕДРА   “АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА”

                 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8                        

  “ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ СЧЁТЧИКОВ ИМПУЛЬСОВ”

  Гомель, 1998

1. Краткие сведения из теории.

Устройства, предназначенные для счёта количества импульсов, посту­пивших на их вход, называют счётчиками. Счётчики выполня­ются на RS-, T-, Д-, jK-триггерах, сдвигающих регистрах. Простейшим счетчиком является счетный Т-триггер, осуществляющий счет импуль­сов по модулю 2. Соединив m счетных триггеров, можно получить m-разрядный счетчик, имеющий  раз­личимых состояний.  Каждому из этих состояний соответствует десятичное число, начиная от 0 до -1. Максимальное число импульсов, которое может быть сосчитано счет­чиком, называют коэффициентом счета К_сч. Коэффициент счета равен числу устойчивых состояний, т.е. К_сч=2^m. Частота импульсов, появ­ляющихся на выходе последнего разряда счетчика, в К_сч раз меньше, чем час­тота импульсов, поступающих на вход. Поэтому счетчики ис­пользуются также и в качестве делителей частоты, обеспечивающих на выходе в К_сч раз мень­шую частоту сигнала, чем на входе.

По своему назначению счетчики подразделяются на простые и реверсив­ные. Простые счетчики, производящие счет импульсов в пря­мом направлении, называются суммирующими. Счетчики, производя­щие счет импульсов в обрат­ном направлении, называются вычитаю­щими. Реверсивные счетчики могут вы­полнять счет импульсов как в прямом, так и обратном направлении, т.е. могут работать как в режиме сложения, так и в режиме вычитания. По способу орга­низации счета различают синхронные и асинхронные счетчики.

В зависимости от вида межразрядных связей имеются счетчики с непо­средственной связью, со связью по  цепям переноса, с комбини­рованными свя­зями. В счетчиках с непосредственными связями управ­ляющими сигналами для старших разрядов счетчика являются уровни сигналов с выходов младших разрядов. Счетчики со связью по цепям переноса бывают с последовательным, параллельным и параллельно-последовательным  переносом и характеризуется тем, что для управления старшими разрядами используются импульсы пере­носа, получаемые с младших разрядов. Примером счетчиков с непосредствен­ными связями является суммирующий счетчик, представленный на рис. 1. До­пустим, оба триггера находятся в состоянии 0. После поступления первого счетного импульса триггер DD1 перейдет в состояние 1, а DD2 останется в со­стоянии 0. После второго импульса триггер DD1 возвратится в состояние 0, а DD2 перейдёт в состояние 1. При поступлении третьего импульса DD1 перей­дет в состояние 1, а DD2 останется в предыдущем состоянии, т.е. 1. После чет­вёртого импульса триггеры вновь вернутся в состояние 0, т.е. счётчик имеет ко­эффициент счёта К_сч=4. Состояния триггеров при поступлении счётных им­пульсов приведены в таблице:

                                                Таблица 1.

Функциональная схема двухразрядного вычитающего счётчика, постро­енного на D-триггерах, приведена на рис. 2.

            рис. 1

            рис.2

Отличие от схемы суммирующего счётчика состоит в том, что сигнал для управления триггера DD2 снимается не с инверсного, а с прямого выхода, и оп­рокидывание триггера DD2 происходит при переходе предыдущего триггера из состояния 0 в состояние 1. Исходное состояние триггера- единичное. После по­ступления счетных импульсов состояние счётчика будет меняться в соответст­вии с таблицей 2, т.е. каждый импульс уменьшает показание счетчика на еди­ницу.

                             Таблица 2.

Реверсивные счётчики в зависимости от схемы управления могут быть двух типов: с одним счётным и двумя управляющими входами и с двумя счёт­ными входами. На рис.3 дана схема 3-х разрядного реверсивного счётчика с двумя управляющими входами; Ув- вход разрешения вычитания и Ус- вход, разрешающий суммирование. Счётчик работает так же, как и суммирующий, если на входе Ус- единица, и вычитающий, если единица на входе Ув.