Разработка двоично-десятичного счетчика с предварительной установкой, страница 7

6

Структурная схема счётчика приведена в приложении 1.

6.Анализ структурной схемы.

При включении питания выходы счётчика устанавливаются в произвольное состояние. На входах загрузки и установки в начальное состояние присутствует напряжение логической единицы, а на входах предустановки и синхронизации – логического нуля, рис. 7.

-  На входе установки в начальное состояние появляется напряжение нуля, и на выходах счётчика формируется двоично-десятичный код (1-1-1-1) соответствующий цифре 9, так как на входах  триггеров всех разрядов присутствует логический нуль, а на входах  логическая единица. На входы предварительной установки подаётся цифра 3 в коде 6-3-1-1 (0-1-0-0) и разрешение загрузки . Но из-за того, что  предварительная установка не происходит. Приходят импульсы синхронизации.

-  , загрузка данных предустановки - на выходах счётчика формируется двоично-десятичный код Айкена соответствующий цифре 3. Напряжение на входе разрешения загрузки принимает значение равное логической единице, дальнейшие значения входов , , ,  значения не имеют.

-  Приходит отрицательный фронт синхронизирующего импульса  и счётчик переключается в следующее состояние – на выходах код цифры 2. Режим счёта.

-  После достижения нуля счётчик с приходом следующего отрицательного фронта на вход , переходит в состояние 9 (код 1-1-1-1), а затем в 8, 7 и так далее, т. е. работает как обычный вычитающий счётчик.

7. Разработка электрической схемы и описание её работы.

Электрические схемы логических элементов построим на основе схем базовых ЛЭ, изменяя их в зависимости то требований предъявляемых к ним. Если ЛЭ подключен ко входу проектируемого устройства, то необходимо учесть, что он будет работать на длинную линию и сохранить антизвонные диоды. В том случае, если ЛЭ стоит на выходе счётчика, следует обеспечить хорошую нагрузочную способность и сохранить сложный инвертор с каскадом Дарлингтона. В элементах внутренней структуры можно исключить и антизвонные диоды, и каскад Дарлингтона с целью уменьшения потребляемой мощности, задержки сигнала и занимаемой площади кристалла.

Электрические схемы логических элементов и используемых в счётчике приведены в приложении 3.

На рис. 8 изображена электрическая схема триггера используемого в счётчике.

Рис. 8. Электрическая схема RS-триггера.

8.Заключение.

В заключение следует отметить, что недостатками спроектированного счётчика является отсутствие выхода переноса в старший разряд для каскадирования и асинхронный вариант предустановки. Так же на вход синхронизации следовало подключить к счётчику буферный элемент с гистерезисом. Выход переноса можно организовать вне микросхемы счётчика, подключив к его выходам КУ.

9. Литература.

1.  Алексенко А. Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника. – М.: Радио и связь, 1982.

2.  Белоус А. И., Пономарь В. Н., Силин А. В. Схемотехника биполярных микросхем для высокопроизводительных систем обработки информации. – Мн.: Полифакт, 1998.

3.  Галкин В. И. Промышленная электроника. – М.: Высш. шк., 1989.

4.  Гольденберг Л. М. и др. Цифровые устройства на интегральных схемах в технике связи. – М.: Связь, 1979.

5.  Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник. – М.: Радио и связь, 1990.

6.  Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник / Под ред. Б. Н. Файзулаева. – М.: Радио и связь, 1986.

7.  Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. – М.: Радио и связь, 1989.

8.  Янсен Й. Курс цифровой электроники: В 4-х томах/Пер. с голландского. – М.: Мир, 1987.