Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 5
Лабораторное занятие № 3.
Исследование функционирования двоичных счетчиков.
1. Цель занятия.
2. Основные теоретические положения
Счетчиком называют устройство, сигналы, на выходе которого отображают число импульсов, поступивших на счетный вход.
Цифровым счетчиком импульсов называют устройство, реализующее счет числа входных импульсов и фиксирующее это число в каком-либо коде.
В основе любого n – разрядного счётчика лежат n триггеров, работающих счетном режиме. Обычно каждому триггеру ставится в соответствие один весовой разряд (см. рис 1).
Рис. 1. Четырехразрядный счетчик
Число, представляемое состоянием его выходов по фронту каждого входного импульса, изменяется на единицу. Счетчик можно реализовать на нескольких триггерах. Счетчики подразделяются на суммирующие, вычитающие и реверсивные.
Суммирующий счетчик выполняет прямой счет, т.е. при поступлении на вход очередного импульса двоичное число на выходе счетчика увеличивается на единицу.
Вычитающий счетчик производит обратный счет, т.е. при поступлении счетного импульса двоичное число на выходе уменьшается на единицу.
Реверсивный счетчик может работать в режимах прямого и обратного счета.
Последовательные счетчики с модулями счета Ксч = 2n обычно реализуются последовательным соединением n триггеров, каждый из которых работает как счетчик с Ксч = 2. При подаче сигнала R=1 производится сброс счетчика в нулевое состояние. Последовательные счетчики с Ксч ≠ 2n требуют включения в схему дополнительных логических элементов.
В данной лабораторной работе на вход младшего триггера счётчика с помощью генератора тактовых импульсов подаются сигналы в двоичном виде, поэтому счет импульсов ведется в двоичной системе счисления. Выходные сигналы можно наблюдать с помощью пробников, семисегментного индикатора и в виде диаграмм в окне логического анализатора.
Задание 1. Исследование двоичного суммирующего четырехразрядного счетчика на D-триггерах без начальной установки в исходное состояние.
В исследуемой схеме используются:
На вход счётчика подаются импульсы с выхода генератора. Каждый триггер осуществляет деление входных сигналов на 2. Сигналы переноса передаются последовательно от одного разряда к другому с прямых выходов триггеров. Состояния разрядов счётчика в двоичном коде индицируется пробниками, а в шестнадцатеричном - семисегментным индикатором. Логический анализатор формирует временные диаграммы синхросигналов, выходов счётчика и сигнала переполнения Р.
Рис. 2. Схема суммирующего счетчика.
1. Составить схему счетчика по образцу, изображенному на рис.2 и сохранить ее в файле Сч_сумм.ewb каталога ЛЗ-ЭЦ-№вар.
2. Установить параметры генератора синхроимпульсов: амплитуду 5V, частоту 1 Гц, и коэффициент заполнения 50%.
3. Уяснить назначение и порядок соединения элементов.
4. Включить моделирование работы схемы.
5. Наблюдать состояние выходов счетчика при помощи семисегментного индикатора.
6. Построить временные диаграммы счетчика и сравнить их с диаграммами на логическом анализаторе.
7. Определить коэффициент счета счетчика К.
Задание 2. Исследование двоичного вычитающего счетчика на D-триггерах с установкой в исходное состояние.
Рис. 3. Схема вычитающего счетчика с установкой.
В исследуемой схеме используется функциональный генератор.
2. Установить параметры элементов:
4. Включить моделирование работы схемы.
6. Установить счетчик в начальное положение ключом R,а затем S и продолжать наблюдение.
Наблюдать состояние выходов счетчика при помощи семисегментного индикатора и логического анализатора.
7. Построить временные диаграммы работы счетчика.
8. В выводах отметить различие в построении схем суммирующего и вычитающего счётчиков.
Задание 3. Исследование двоичного суммирующего счетчика на JK-триггерах с заданным коэффициентом счета.
Коэффициент счёта задаётся двоичным кодом числа, при появлении которого на выходах счётчика с использованием логического элемента И формируется единичный сигнал К. По этому сигналу счетчик устанавливается в требуемое исходное состояние. Пример схемы суммирующего счетчика на JK-триггерах с коэффициент счета К=9 и с установкой в исходное нулевое исходное состояние представлена на рис.4.
Рис. 4. Схема суммирующего счетчика на JK-триггерах.
1. Создать схему суммирующего счетчика на JK-триггерах по образцу, изображенному на рис.4 и сохранить ее в файле Сч_коэфф-уст.ewb каталога ЛЗ-ЭЦ-№вар.
2. Установить параметры генератора синхроимпульсов: амплитуду 5V, частоту 1 Гц, и коэффициент заполнения 50%.
3. Уяснить назначение управляющих элементов и сигналов.
4. Включить моделирование работы схемы.
5. Наблюдать состояние выходов счетчика при помощи семисегментного индикатора и логического анализатора.
6. Изменить схему счётчика, установив заданные в табл. коэффициент счета К и исходное состояние S счетчика, согласно назначенному варианту.
|
Таблица 1. |
||
|
Вариант № |
исходное состояние S |
Коэффициент счета К |
|
1 |
9 |
14 |
|
2 |
7 |
12 |
|
3 |
6 |
10 |
|
4 |
3 |
13 |
|
5 |
5 |
11 |
7. Проверить правильность функционирования счетчика и сохранить схему в текущем файле.
8.Продемонстрировать работу счетчика преподавателю.
9.Построить временные диаграммы счетчика.
4. Содержание отчета
Литература