Исследование характеристик счетчиков

Код: 0646.05.03/ПТ.0646.20

Продолжительность:

160 мин.

Дисциплина:

“Электротехника и электроника”, Юнита №.4

Предназначено:

Для студентов по направлению информатика и ВТ в соответствии с учебным планом.

Цель:

Овладение практическими навыками исследования характеристик счетчиков средствами САПР Electronics Workbench.

Результат обучения:

После успешного завершения занятия пользователь должен:

• Знать назначение и функциональные возможности счетчиков

• Уметь проводить исследование этих элементов средствами САПР Electronics Workbench.

Используемые программы:

Electronics Workbench в. 5.0

План занятия:

1. Работа под руководством преподавателя. 80 минут

Исследование характеристик счетчиков

2. Самостоятельная работа. 80 минут

Запуск программы:

Предполагается, что требуемые программы уже инсталлированы на диске.

(См. «Инструкцию по установке программы на ПК»)

I. Исследование характеристик счетчиков

Рекомендуемое время

80 Минут

1.1. Краткое описание назначения и основных функциональных возможностей счетчиков.

Счетчиками называются цифровые узлы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, изменяя свое состояние на единицу. В результате счетчик сохраняет число или код, соответствующий числу поступивших на его вход импульсов. Увеличение числа в счетчике на единицу называется операцией инкрементации, уменьшение на единицу – операцией декрементации.

Модуль счета или емкость счетчика М определяется как максимальное число различных состояний счетчика. После поступления М импульсов счетчик сбрасывается в начальное (нулевое) состояние и цикл счета повторяется.

Классификация счетчиков

• По способу кодирования внутренних состояний счетчики делятся на двоичные, двоично-десятичные и др.

• По направлению счета счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные.

• По организации межразрядных связей счетчики делятся на счетчики с последовательным или параллельным переносом.

Состояние счетчика определяется по выходам разрядных схем Q_n-1 Q_n-2 … Q₀, при этом входные импульсы поступают на младший разряд счетчика Q₀.

Счетчики бывают суммирующие и вычитающие. В суммирующем счетчике каждый импульс на входе увеличивает число на единицу, в вычитающем – уменьшает на единицу.

0. Исследование суммирующих двоичных счетчиков с последовательным переносом.

Двоичный счетчик имеет модуль M = 2ⁿ, где n –целое число. Внутренние состояния двоичного счетчика образуют естественную последовательность, эквивалентную последовательности десятичных чисел 0, 1, ... М – 1. Счетчики обычно строятся на счетных Т триггерах, построенных на базе D и JK триггеров.

Схема исследования простейшего последовательного двоичного счетчика, построенного на D триггерах с синхронизацией по переднему фронту синхроимпульса, представлена на рис. 1.

Семисегментный

индикатор

Логический анализатор

Рис.1. Схема исследования суммирующего двоичного счетчика с последовательным переносом

Счетчик собран на D триггерах, работающих в режиме счетного триггера. К выходу Q каждого триггера подключены логические пробники, выходы триггеров также подключены к логическому анализатору. Логический анализатор предназначен для отображения на экране лицевой панели временной диаграммы сигналов на выходах триггеров. Последовательность импульсов поступает на вход С левого триггера. Сигнал с его инверсного выхода поступает на вход С триггера второго разряда. Входы Q триггеров подключены к счетным входам триггеров следующего разряда.

Задача исследования: Получить временную диаграмму функционирования счетчика.