Регістри і лічильники імпульсів, страница 9

На рис.2.6,б наведено умовне зображення мікросхеми 564ИЕ11, що має в функціональному відношенні багато спільного з мікросхемою 564Ие14. Різниця полягає в тому, що в першій з них є вхід R для установки нуля, а друга може зчи­тувати в двійковому та двійково-десятичному кодах. Замість R-входу є вхід керування. Запис інформації в паралельному коді здійснюється при WR=1. Стан входів C, S, ±1 при запису не має значення. Вхід S – дозволяючий. Він існує для припинення зчитування з збереженням записаної інформації. Зчитування імпульсів здійснюється при S=0. Вихід Р-переносу використовується  для нарощення лічиль­ників. Звичайний його стан Р=1, а при Q₁=Q₂=Q₄=Q₈=1, Р=0.

Схеми нарощення обох лічильників зазвичай однакові. Для мікросхеми 564ИЕ11 вони наведені на рис.2.7. Перша з них (рис.2.7, а) відповідає асинхрон­но­му режиму роботи, друга – синхронному.

2.3 Принципи побудови і схеми лічильників з довільним модулем рахунку.

Різноманітні області використання потребують лічильників з різними (постій­ними чи змінними) модулями зчитування. Розповсюдженими є лічильники для робо­ти в десятичній системі зчитування (К=10), для годинників та календарів (К=60, 24, 7, ...), лічильники з змінними або програмуємими коефіцієнтами перерахунку (для електромузичних інструментів). У більшості випадків перерахунок зручніше органі­зувати в одному лічильнику, хоча в окремих випадках, наприклад при великих крат­ностях ділення частот, використовується паралельне з’єднання груп лічильників, об’єднаних по виходум через логічний елемент І [6]. В цьому випадку коефіцієнт ді­лення є мінімальне ціле число, яке ділиться без залишка на коефіцієнт ділення кож­ного з ділителів.

В сучасній мікросхемотехніці лічильники з довільним обгрунтуванням буду­ються наступними основними способами: примусовим обнуленням тригерів лічиль­ника по входу R; передчасним завантаженням кодом доповнення до даного модуля до 2^m; вибором деякої довільної пари кодів, різниця між якими дорівнює К-1.

 В загальному вигляді структурна схема лічильника за довільним обгрунту­ванням наведена на рис.2.8,а. Сигнал, що зкидає лічильник, одночасно є й сигналом К-го переносу. Спосіб відрізняється простотою реалізації, природньою двійковою послідовністю кодів від 0 до К-1. В ряді мікросхем, спеціально для організації до­вільного коефіцієнта перерахунку, передбачені внутрішні елементи І або І-не. Прикладом може служити мікросхема К155ИЕ5 (рис.2.8, б). Логічний елемент DD5 забезпечує одночасну примусову установку тригерів в нульовий стан та припинення зчитування на час дії керуючого сигналу. Шляхом відповідних з’єднань виводів Q₁-Q₈ та входів R^¢ i R^² можливо забезпечити різні коефіцієнти перерахування К<2⁴.

Оскільки DD5 двохкодовий, з його допомогою можуть бути організовані  такі коефіцієнти перерахунку, які в двійковому коді містять дві одиниці: 3₁₀, 5₁₀, 6₁₀, 9₁₀, 10₁₀, 12₁₀. Додавши зовнішній розширювач по “І”, можна забезпечити і інші кое­фіцієнти ділення.

Наявність логічних елементів на входух R мікросхем К155ИЕ2, К155ИЕ4 доз­воляє і в даних мікросхемах користуватися цим методом для зміни К. Однак при цьому необхідно враховувати додаткові внутрішні зв’язки між тригерами в таких мікросхемах.

Другий спосіб наведений на рис.2.8,в. Двійковий лічильник перед початком зчитування по шині, яка паралельна завантаженню, завантажується кодом додатка К_D=2^m-К. Тому закінченням зчитування є природнє переповнення лічильника. Результат переповнення виявляється по виходу Р, і схемою установки формується сигнал Р^` для збору повторного паралельного завантаження лічильника. Перевага цього засобу – простота, зміни модуля лічильника. Для цього входи D_i  необхідно підключити до виходів спеціального регістру початкових станів. Недолік способу полягає в неприродній послідовності вихідних кодів, тому він використовується в тих випадках, коли показники лічильника неважливі. Лічильники цього типу звичайно називають розподілювачами частоти. Прикладами таких лічильників є мікросхеми К155ИЕ6, К155ИЕ7 (див. рис.2.6,а), К155ИЕ8, К155ИЕ9, К555ИЕ10, К531ИЕ14, К531ИЕ16, К531ИЕ17, К555ИЕ18, виконані за ТТЛ-технологією, та 564ИЕ15, 564ИЕ11, 564ИЕ14 (див. рис.2.6,б) – за КМОП-технологією.

Рис.2.8

В мікросхемах К155ИЕ6 та К155ИЕ7 зчитування здійснюється до виникнення сигналу переносу. В режимі додавання сигнал переносу виникає на виході ³9 (³15) під час переходу з стану 1111₂=15_ІС для К155ИЕ7 (1001₂=9₁₀ для К155ИЕ6) в стан 0000, а в режимі віднімання сигнал займу виникає на виході £0 при зміні стану 0000 на 1111 (для К155ЕИ7) або на 1001 (для К155ИЕ6). Сигнал переносу (займу) формується зрізом відповідного лічиль­­ного імпульсу та триває, доки на лічильному вході існує низький рівень сигналу, тобто стан виходу переносу повторює стан входу. Імпуль­си переносу (займу) можуть бути використані для циклічного перезапису в лічильник інформації з входів D_i. Для цього необхідно з’єднати вхід з відповідним вихо­дом.

Якщо лічильник використовується як розподілювач частоти, то при з’єднанні входу С з виходом переносу ³15 (³9) коефіцієнт ділення буде 15-М (9-М). Тут М – десятичне число, яке еквівалентне двійковому коду на входах D_i.

Лічильник К155ИЕ9 – декадний двійково-десятичний лічильник, призначений для організації синхронних багатодекадних лічильників. Опис режимів його роботи, як і інших лічильників, наведено в [15,7]. На рис.2.4 (штриховою лінією) показан приклад використання цієї мікросхеми в ролі розподілювача, що програмується.

Приклад реалізації третього засобу формування довільного коефіцієнта зчиту­вання наведен на рис.2.9. Докладно він описан в [12].