В данном разделе приведены задачи и упражнения, в которых рассматриваются вопросы анализа и синтеза последовательностных устройств небольшой сложности: счетчиков, управляющих автоматов и т.д. Методика синтеза подобных устройств описана, например, в [3]. В качестве элементной базы используются в большинстве случаев микросхемы серии К155.
3.38. Оценить быстродействие двоичного счетчика с последовательным переносом, выполненного на D-триггерах типа К155ТМ2, у которых разрешающее время qртр = 100 нс и время задержки tзтр = 60 нс (см. рис. 3.15).
Рис. 3.21. Схема суммирующего двоичного счетчика
Указание. Быстродействие счетчика характеризуется разрешающим временем qрсч – минимальным временным интервалом между двумя переключающими импульсами, при котором счетчик надежно переключается и в каждом устойчивом состоянии находится в течение времени q ³ qмин, где qмин – заданная величина (принять qмин = 40 нс), а также разрешающей способностью Fрсч = 1/qрсч.
3.39. Оценить быстродействие счетчика из задачи 3.38 при его работе в качестве делителя частоты.
3.40. Суммирующий двоичный счетчик с параллельным переносом (рис. 3.21) находится в состоянии 0011. Объяснить, как происходит переход счетчика в следующее состояние при поступлении на вход х одного импульса. Нарисуйте временные диаграммы и составьте таблицу переходов этого счетчика, определите модуль счета.
3.41. Оценить быстродействие двоичного счетчика с параллельным переносом, выполненного на JK-триггерах типа К155ТВ1 (qртр = 100 нс, tзтр = 40 нс, qмин = 40 нс) (см. задачу 3.40).
3.42. Определить функции возбуждения и синтезировать схемы суммирующих счетчиков с параллельным переносом и модулем счета (коэффициент пересчета) k, равным: а) 6, б) 10. В счетчиках должны быть реализованы состояния 0, 1, 2, …, )(k – 1). Использовать JK-триггеры типа К155ТВ1.
3.43. Оценить быстродействие кольцевого счетчика с прямыми связями, выполненного на D-триггерах типа К155ТМ2. Счетчик нагружен на устройство с временным срабатывания tсраб = 40 нс (см. задачу 3.38).
3.44. Оценить быстродействие кольцевого счетчика на D-триггерах типа К155ТМ2 с одной перекрестной связью (рис. 3.12) при начальной установке 000. Длительность пребывания счетчика в каждом устойчивом состоянии должна быть не менее qмин = 40 нс (см. задачу 3.38).
3.45. Синтезировать двоичный счетчик, используя JK-триггеры типа К155ТВ1. Минимальная длительность выходных сигналов qмин = 40 нс. Выбрать схему, если счетчик должен иметь следующие параметры: а) k = 4, Fрсч ³16 МГц; б) k = 16, Fрсч ³8 МГц; в) k = 212, Fрсч ³1 МГц.
Рис. 3.22. Схема цифрового автомата к задаче 3.46
Рис. 3.23. Схема цифрового автомата к задаче 3.47
3.46. На вход схемы на рис. 3.22 поступает периодическая последовательность положительных прямоугольных импульсов длительностью tи вх = 2 мкс (период Твх = 6 мкс). Пренебрегая задержками в элементах схемы, построить временные диаграммы напряжений на выходах Q1, Q2, Q3 и Q4. Определить длительность импульса tи вых и длительность периода Твых на выходе Q4.
3.47. Составить таблицу переходов для схемы на рис. 3.23, в которой начальное состояние 0101 устанавливается отрицательным импульсом по входу W. Определить длину цикла. Предложить более простую схему, реализующую ту же таблицу переходов.
3.48. Построить управляющий автомат-распределитель импульсов на 16 направлений. Сравнить по объему оборудования (количество корпусов микросхем) различные варианты схем, используя триггеры, регистры, счетчики, дешифраторы серии К155 (см. приложение 1). Построить принципиальную схему простейшего устройства и временные диаграммы.
3.49. Определить функции возбуждения элементов памяти и функции выходов синхронного автомата, граф которого показан на рис. 3.24 (автомат управляется сигналами синхронизации). В автомате использовать D-триггеры типа К155ТМ2 и естественное кодирование состояний (состоянию 0 соответствует код 000, состоянию 1 – код 001 и т.д.). Составить принципиальную схему автомата, используя элементы серии КМ155.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.