Счетчики импульсов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СУРГУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА АВТОМАТИКИ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

СЧЕТЧИКИ ИМПУЛЬСОВ

методические указания к выполнению лабораторной работы 007 по дисциплине «Цифровая схемотехника» для студентов специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах»

Сургут  1999

УКД

Счетчики импульсов.

Методические указания к выполнению лабораторной работы 007 по курсу “Цифровая схемотехника” для студентов специальности 210100 “Управление и информатика в технических системах”.

Составители         ____________________ к.т.н., доцент Запевалов А.В.

____________________ ассистент Запевалова Л.Ю.

Рецензент              ____________________ к.т.н., доцент Решетников Л.Л.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы методическим семинаром кафедры Автоматики и процессов управления.

“____” ________________   1999 г.

Зав. кафедрой                 ___________________ д.т.н., профессор  Цапко Г.П.

СЧЕТЧИКИ ИМПУЛЬСОВ

1. Цели лабораторной работы.

2.  

Изучение функционального назначения и свойств двоичных счетчиков импульсов, практическое ознакомление с режимами работы и применением двоичных счетчиков ИМС К155ИЕ9 и К155ИЕ13.

2.Основные сведения.

Счетчики относятся к типовым последовательностным логическим схемам цифровой техники, предназначенным для счета количества импульсов и представления результата счета в той или иной системе счисления. По формату представления результата счетчики делятся на двоичные и двоично-кодированные и т.д. Соответственно, информация на выходах отображается в двоичном или двоично-кодированном формате. Наибольшее применение в устройствах автоматики вычислительной техники нашли двоичные счетчики. В них результат счета отображается двоичным k-разрядным числом, соответствующих количеству импульсов, поступивших на вход (вход счета).

По способу выдачи результата различают счетчики с параллельной (одновременной) и последовательной выдачей информации. В первом случае двоичное число-результат выдается одновременно всеми разрядами, поэтому счетчик имеет k выходов (k - число разрядов и ячеек счетчика). Во втором случае результат отображается моментом появления импульса на выходе (одном) счетчика относительно некоторого маркерного (опорного) момента времени - начала счета. Фактически результат счета представлен временным интервалом между маркерным и выходным импульсами (фазоимпульсное представление информации). Примером счетчика с фазоимпульсным представлением информации является микросхема К155ИЕ1 - декадный делитель. В данной лабораторной работе исследуется счетчики с параллельной выдачей информации.

В зависимости от способа управления процессом счета и принципа действия счетчики делятся на три группы: асинхронные потенциальные, синхронные и асинхронные импульсные (1). В интегральном исполнении выпускаются только счетчики 2-й и 3-й групп. Отличие счетчиков 1-й группы в том, что состояние их ячеек меняется в ответ на каждый переход (изменение) входного сигнала 1®0 и 0®1. У синхронных счетчиков изменение состояний ячеек происходит одновременно, под действием синхронизирующих импульсов. При этом инициатором смены состояний является перепад входного сигнала: 1®0 либо 0®1. В асинхронных ячейки меняют состояние в ответ на появление определенного уровня на управляющем входе. В работе исследуются синхронные счетчики: двоично-десятичный К155ИЕ9 и двоичный К155ИЕ13.

Счетчики по способу управления подразделяются на суммирующие, вычитающие и реверсивные. В суммирующих счетчиках к содержимому ячеек прибавляется единица при подаче на вход счета одного импульса.

Например, содержимое 4-разрядного счетчика отображалось двоичным числом 1011. После подачи на вход одного импульса в счетчике будет результат

1011 + 0001 = 1100

Если счетчик вычитающий, то содержимое уменьшается на единицу, т.е.

1011 - 0001 = 1010

Реверсивный счетчик обладает этими двумя свойствами, то есть может работать как в режиме суммирования, так и в режиме вычитания. Как правило, для этого имеется два входа: ²+1²и ²-1². Путем выбора входа, на который будут поступать импульсы, можно менять режим работы и, следовательно, изменять содержимое счетчика.

На рисунке 1 приведено общее условное графическое обозначение (УГО) ИМС К155ИЕ9 - 4-разрядного синхронного двоично-десятичного счетчика импульсов. Кроме названных, он имеет дополнительные входы и выходы, наличие которых расширяет функциональные свойства и применение микросхемы. Назначение входов и выходов счетчика указано в таблице 1.

Рисунок 1 - УГО двоично-десятичного счетчика К155ИЕ9.

Таблица 1 - Назначение выводов счетчика К155ИЕ9