Разработка двоично-десятичного счетчика с предварительной установкой

Содержание.

1.Введение.

Микросхемотехника – раздел микроэлектроники, охватывающий разработку и исследование схемотехнических решений (принципиальных и структурных схем), используемых в интегральных микросхемах.

Целью разработки новых электрических схем элементарных логических элементов, таких как: И, И-НЕ, ИЛИ, и другие, является увеличение их быстродействия, понижение потребляемой мощности и занимаемой площади кристалла, улучшение других статических и динамических параметров.

Задачей создания структурных схем сложных устройств (комбинационного типа, последовательностного типа, ОЗУ и других) является простота схемы и минимизация количества ЛЭ, так как от этого напрямую зависят параметры проектируемых устройств.

2.Аналитический обзор.

Счётчиком называют устройство, предназначенное для подсчёта числа импульсов, поступающих на его вход, и хранения результата счёта в виде кода. Счётчики импульсов широко применяются в измерительной технике и в устройствах цифровой обработки информации.

2.1Основы построения счётчиков.

Счётчики импульсов выполняются на основе триггеров, образующих двоичные разряды. Количество разрядов определяется наибольшим числом, которое должен зафиксировать счётчик. В n-разрядном счётчике имеется один вход для счёта импульсов и n выходов для выдачи кода числа подсчитанных импульсов.

Триггер это электронная схема, имеющая два устойчивых состояния, которые устанавливаются при подаче соответствующей комбинации сигналов на управляющие входы триггера и сохраняются в течение заданного времени после окончания действия этих сигналов.

По функциональному признаку триггеры подразделяются на RS, JK, D, T и др. В зависимости от схемы управления триггеры делятся на синхронные и асинхронные. Асинхронные триггеры имеют только информационные входы, и в них запись информации осуществляется в момент её поступления. В синхронных триггерах запись информации, поступившей на информационные входы, происходит только при поступлении на синхронизирующий вход дополнительного импульса. Синхронные триггеры делятся в свою очередь на синхронизируемые уровнем и синхронизируемые фронтом.

2.2Основные параметры и классификация счётчиков.

Основными параметрами счётчиков являются их информационная ёмкость, или коэффициент пересчёта , и быстродействие. Коэффициент пересчёта определяется максимальным числом импульсов, которое может быть подсчитано данным счётчиком, и зависит от количества разрядов. При одном разряде , при двух – , при n разрядах . После поступления на n-разрядный счётчик  импульсов он обнуляется. Следовательно, в таком счётчике может длительное время сохраняться информация о () или меньшем числе подсчитанных импульсов. Быстродействие счётчика определяется двумя величинами: разрешающей способностью и временем установки очередного состояния. Разрешающая способность  ( - частота следования входных импульсов) определяется минимально допустимым временным интервалом между двумя входными импульсами, при котором не происходит потери счёта (сбоя). Время установки представляет собой интервал времени между поступлением импульса на вход счётчика и переходом его в новое состояние.

По целевому назначению счётчики подразделяются на простые и реверсивные. Простые счётчики могут быть суммирующими или вычитающими. В суммирующих счётчиках каждый вновь поступающий на его вход импульс увеличивает показания счётчика на единицу, а в вычитающих – уменьшает на единицу. Реверсивные счётчики могут работать в обоих режимах: суммирования и вычитания.

По способу переключения триггеров во время счёта импульсов счётчики подразделяются на асинхронные и синхронные. В асинхронных счётчиках переход каждого триггера (разряда) из одного состояния в противоположное происходит сразу же после изменения сигналов на его управляющих входах. В синхронных счётчиках переключение триггеров при наличии соответствующих сигналов на управляющих входах происходит только в моменты поступления синхронизирующих импульсов.

По коэффициенту пересчёта, или по модулю счёта счётчики делятся на двоичные  с  и недвоичные с , при  счётчик называется десятичным (n – целое число, n>0).

По способу организации цепей переноса информации между разрядами различают счётчики с последовательным, сквозным и параллельным переносами.