- •Разработка, синтез и исследование схем счетчиков с произвольным модулем и порядком счета
- •1.1 Синтез, простых синхронных счетчиков с произвольным порядком счета
- •1.1 Синтез простых синхронных счетчиков с произвольным порядком счета
- •Кодированная таблица переходов счетчика
- •1.3 Математический расчет элементов схемы счетчика
- •1.4 Моделирование схемы счетчика с помощью программной среды Multisim
- •1.5 Снятие выходной временной диаграммы
- •2 Синтез Синхронного, Асинхронного и Реверсивного счетчика по заданным параметрам
- •2.1 Расчеты Синхронного счетчика
- •2.2 Расчеты Асинхронного счетчика
- •2.3 Расчеты Реверсивного счетчика
- •Общие выводы и рекомендации
- •Список источников
1.1 Синтез простых синхронных счетчиков с произвольным порядком счета
На основе синхронных триггеров можно строить не только произвольные синхронные, но и асинхронные счетчики. Асинхронные счетчики отличаются при этом от синхронных тем, что на синхровходы С некоторых триггеров поступают не считаемые сигналы, а сигналы с выходов логических элементов, связанных с выходами соседних триггеров, или непосредственно с выходов соседних триггеров.
Цель синтеза асинхронных счетчиков - обнаружить возможность управления (синхронизации) некоторыми триггерами от соседних вместо использования для этого считаемых сигналов. А так как число управляющих сигналов в единицу времени с выходов соседних триггеров (из-за деления частоты каждым триггером в 2 раза) заведомо меньше числа считаемых сигналов, то асинхронная организация управления триггерами приводит к упрощению структуры АСч по сравнению с синхронным. Наиболее просто реализуется управление данным синхронным триггером от соседнего по так называемому двоичному переходу, когда сигнал с выходе соседнего триггера полается непосредственно на вход синхронизаций данного триггера, преобразованного в асинхронный
Т-триггер.
Основой метода синтеза АСч является предварительно полученные функции возбуждения соответствующих ССч. При этом должны учитываться функциональные особенности выбранного типа синхронного триггера.
В результате синтеза асинхронного счетчика находятся его функции управления, т.е. функции возбуждения и функции синхронизации триггеров. Так как при синтезе учитываются функциональные особенности и структура элементарного автомата, то алгоритмы синтеза синхронных счетчиков для различных типов синхронных триггеров будут равными. Рассмотрим синтез асинхронных счетчиков на примере проектирования десятичных счетчиков.
Кодированная таблица переходов счетчика
1.3 Математический расчет элементов схемы счетчика
По КТП ССч (рис. 1.3) и УТП (рис. 1.2) строим кодированную таблицу функций возбуждения (табл. 1.4), из которой извлекаются функции возбуждения триггеров в совершенных формах:
J4 = V (7) = & (0, 1, 2, 3, 6); J3 = V (3) = & (0, 1, 2);
K4 = V (13) = & (14, 15, 12); K3 = V (13) = & (6, 7, 14, 15, 12);
J2 = V (1) = & (0, 12, 13); J1 = V (0, 2, 6, 14, 12) = & (-);
K2 = V (15) = & (2, 3, 6, 7, 14); K1 = V (1, 3, 7, 15, 13) = & (-);
Проводим совместную минимизацию фикций возбуждения с помощью диаграмм Вейча:
Рисунок 1.6 – Минимизацию фикций возбуждения с помощью диаграмм Вейча
МДНФ функций возбуждения триггеров проектируемого синхронного счетчика имеют следующий вид:
J4 = Q3 Q1 ; J3 = Q2 Q1 ; J2 = Q4 Q1 ; J1 = 1 ;
K4 = Q2 Q1 ; K3 = Q2 Q1 ; K2 = Q4 Q1 ; K1 = 1 ;
Схема спроектированного синхронного счетчика на реальных JK-, триггерах и временная диаграмма его работы показаны на (рис. 1.3). Синтез счетчика на основе любого другого типа синхронного триггера ( D, DU, T, RS ) проводится аналогично, разница заключается лишь в использовании соответствующей условной таблицы переходов. Так как реальные триггеры других типов не имеют конъюнктивно связанных информационных входов, то реализация функций возбуждения таких триггеров проводится с помощью дополнительных логических элементов И-НЕ.