Порядок выполнения работы. Лабораторная работа № 5
Лабораторная работа № 5. Счетчики и схемы управления на их основе Цель работы: изучение принципов построения счетчиков и схем управления на их основе. Краткие теоретические сведения Наиболее распространенной операцией, выполняемой в цифровых устройствах обработки информации, является подсчет числа сигналов. Устройство, предназначенное для подсчета числа входных сигналов, называется счетчиком. Результат счета в них записывается в двоичном коде. Максимальное число N, которое может быть записано в счетчике, равно (2n - 1), где n - число разрядов счетчика. Каждый разряд счетчика включает в себя триггер. Триггеры. Кроме комбинационных схем (сумматоры, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры и т.д.) в ЭВМ используются триггеры и схемы, построенные на их основе. Отличительная особенность триггеров от любой комбинационной схемы состоит в том, что значение их выходного сигнала зависит не только от входных сигналов, действующих в данный момент времени, но и от предыдущего состояния триггера. Триггеры обладают свойством запоминания своего предшествующего состояния, т.е. им присуще свойство памяти. Устройство с двумя устойчивыми состояниями, в которых оно может находиться бесконечно долго, называется триггером. Одно состояние триггера - единичное, второе - нулевое. В общем случае триггер имеет два выхода: прямой Q и инверсный - `Q. Состояние триггера принято определять по значению потенциала на прямом выходе. Если потенциал соответствует логической «1», то триггер находится в единичном состоянии. Различают триггеры по виду логического уравнения (функциональный признак):RS, D, T, JK-триггеры. Триггеры также бывают асинхронные и синхронные (тактируемые). Триггер, который переходит в новое состояние немедленно после поступления входного сигнала, называется асинхронным. Во многих устройствах необходимо синхронизировать во времени переключение триггеров: неодновременное переключение может привести к появлению непредусмотренных состояний устройства и к срыву его работы. Синхронные триггеры имеют дополнительный тактовый вход, на который подаются положительные тактовые импульсы. Такой триггер воспринимает информацию на входах только при наличии тактового импульса и переходит в новое устойчивое состояние в момент среза тактового импульса (по заднему фронту). В течение тактового импульса на выходе триггера сохраняется предшествующее состояние. В качестве примеров рассмотрим асинхронный RS-триггер и синхронный JK-триггер. Асинхронный RS-триггер. Асинхронный RS-триггер функционирует в соответствии с таблицей:
Qt -состояние триггера, которое было; Qt -состояние триггера, которое стало; Условное обозначение RS-триггера.
JK-триггер. JK-триггер функционирует в соответствии с таблицей.
Анализ таблицы показывает: а) Если J=1,то Qt+1=1; б) Если K=1,то Qt+1=0; с) Если J=K=1,то начальное состояние триггера меняется на противоположное. Последнее обстоятельство отличает JK-триггер от RS-триггера, у которого аналогичная комбинация запрещена (сравните ТИ) Функциональное уравнение любого триггера, как логического устройства, можно получить из таблицы истинности. Рассмотрим ТИ JK-триггера. Составим карту Карно: После минимизации имеем Qt+1=J×`Qt+Qt×`K. Проанализируем полученное уравнение: ecли J=K=1,то Qt+1=`Qt; J=1,K=0,то Qt+1=Qt+`Qt=1; J=0,K=1,то Qt+1=0. Т - триггер.
Каждый импульс, приложенный к входу изменяет состояние триггера Логическое выражение может быть представленным как сложение по модулю два: D - триггер
Выходной сигнал триггера и входной сдвинуты. Рассмотрим принцип работы и назначение счетчиков. Работа счетчика отражена в табл. 1. Схема трех разрядного счетчика и его временные диаграммы представлены следующем на рисунке. Таблица 1
Нетрудно видеть, что состояние разрядов представляет собой запись числа поступающих импульсов в двоичном коде. После записи максимального числа N счетчик автоматически обнуляется, т.е. устанавливается Q1 = Q2 = Qз = 0. При поступлении дальнейших импульсов начинается новый цикл счета.
Аналогично суммирующему счетчику строится счетчик на вычитание, схема которого приведена ниже: Часто возникает необходимость в счетчиках, которые поочередно осуществляли бы сложение и вычитание поступающих импульсов. Их называют реверсивными. Реверсивные счетчики имеют два счетных входа. При подаче импульса на вход «+1», код, записанный в счетчик увеличивается на единицу, при импульсе на «-1» - уменьшается на единицу.
Задание к работе Набрать на компьютере и исследовать схему счетчика представленного на рис. 3.1. Набрать на компьютере и исследовать схему управляющего устройства представленного на рис. 3.2. Порядок выполнения работы
Содержание отчета Схема счетчика и управляющего устройства. Необходимые пояснения и таблицы состояний. Временные диаграммы, поясняющие работу разрядов счетчика.
Контрольные вопросы и задания
Рис. 3.1
Рис. 3.2
Рис. 3.3
Рис. 3.4
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (598)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |