Особенности счетчиков с последовательным переносом

Счетчиком называется последовательностное устройство, имеющее несколько состояний, причем данное состояние счетчика определяется предыдущим его состоянием и значением логической переменной на входе.

Рассмотрим разные виды счетчиков:

Счетчики с последовательным переносом

В суммирующем счетчике с последовательным переносом каждый входной импульс увеличивает значение двоичного числа, записанного в счетчик, на единицу. Работает такой счетчик согласно следующему правилу :

шестнадцатеричный счетчик индикация

Таблица истинности для счетчика

Рис.

Рис.

Основным недостатком счетчиков с последовательным переносом является низкое быстродействие, что обусловлено последовательной работой триггеров. От этого недостатка свободны счетчики с параллельным переносом. В таких счетчиках входной сигнал может воздействовать на все триггеры счетчика одновременно, и каждый предыдущий триггер вырабатывает управляющие сигналы для всех последующих.

Поэтому будем использовать счетчик с параллельным переносом.

Счетчик с параллельным переносом.

Рисунок 2: суммирующий 3-разрядный ( m = 3 ) счетчик с параллельным переносом работающий в бинарном коде.

У бинарного кода есть один недостаток: при переключении одновременно нескольких элементов создаются токовые импульсы в электрических цепях питания схемы, которые могут вызвать сбои в работе схемы. Код Грея лишен данного недостатка, потому что при переходе от любой кодовой комбинации к следующей изменяется только один разряд.

Поэтому будем строить счетчик с параллельным переносом, работающим в коде грея.

Рисунок 3: Шестнадцатеричный счетчик, с параллельным переносом работающий в коде грея:

На рисунке 3 введены обозначения:

In - входной сигнал

b0,b1,b2,b3 - выходные биты шестнадцатеричного числа.

nb0,nb1,nb2,nb3 - инвертированные выходные биты.

В счетчике использованы JK- триггеры модель 7472 в программе MicroCap9.

Таблица истинности для счетчика:

Переходные характеристики счетчика:

Рис.

Расчет преобразователя кода грея в семи сегментный код. Для того чтобы отображать результат счетчика на семи сегментном индикаторе нам необходимо создать преобразователь кода грея получаемого на выходе счетчика в семи сегментный код.

Составим таблицу истинности для преобразователя:

Таблица

Рис. Семи сегментный индикатор

Рассчитаем каждую функцию(A,B,C,D,E,F,G) с помощью карт Карно.

Рис.

Составим и смоделируем функции по карте Карно:

Для удобства обозначим: ˥b0=nb0 ; ˥b1=nb1 ; ˥b2=nb2 ; ˥b3=nb3

1) A=(b3+b2+b1+nb0)(nb3+b2+nb1+nb0)(nb2+nb1+b0)

Рис.

) B=(nb3+b2+b1)(b3+nb2+nb0)(nb3+nb1+b0)

Рис.

)C=(nb3+b2+b1)(b3+b2+nb1+nb0)(b3+b2+b0)

Рис.

)D=(b3+nb2+b0)(b3+b2+b1+nb0)(nb3+nb2+nb1+nb0)(nb3+b2+b1+b0)

Рис.

)E=(b3+b2+b1+nb0)(nb3+nb2+b1+nb0)(b3+nb2+b0)(b3+nb2+nb1)(b3+nb1+b0)

Рис.

)F=(b3+nb2+b1+b0)(b3+b2+nb0)(b3+b2+nb1)(b2+nb1+nb0)

Рис.

)G=(nb3+b2+nb1+b0)(b3+b2+b1)(b3+b1+b0)

Рис.

Переходные характеристики полученного устройства:

Рис.

Читайте также

Проект устройства со световыми эффектами на основе микроконтроллера ATtiny12 семейства AVR фирмы Atmel
Популярность микроконтроллеров ATtiny постоянно увеличивается. Не последнюю роль в этом играет соотношение показателей «цена/ быстродействие/ энергопотребление», являющееся одним из ...

Разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа
Целью дипломного проектирование являлась разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа (БМРЦ) для использования их студентами техникума в качест ...

Проектирование двухвходовой КМОП-схемы дешифратора 2 в 4
КМОП (комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник; англ. CMOS, Complementary-symmetry/metal-oxide semiconductor) - технология построения электронных схем. В те ...