2.2. Цифровые двоичные счетчики.

Цифровым счетчиком импульсов называется устройство, предназначенное для счета числа входных импульсов и запоминания этого числа в каком-либо коде. Счет числа импульсов является типовой операцией в устройствах цифровой обработки информации.

Обычно счетчики строят на основе триггеров, поэтому счет импульсов ведется в двоичной системе счисления.

Счетчики, осуществлявшие суммирование входных импульсов, называют суммирующими. Вычитающие счетчики уменьшают свои показания на единицу с

приходом каждого очередного импульса. Счетчики, выполняющие обе операции, называют реверсивными.

Состояние триггеров отражает число поступивших на вход счетчика импульсов в двоичной системе счисления (двоичном коде). Общее число возможных состояний (модуль счета) N счетчика определяется числом триггеров:

На рис.3.7.3 показана схема простейшего последовательного (асинхронного) счетчика импульсов, полученного путем последовательного соединения трех счетных триггеров.

В исходном состоянии все триггеры (разряды) устанавливаются в состояние "О" путем подачи на их входы установочного импульса (установка нуля). При поступлении первого входного импульса триггер Т1 (первый или низший разряд) подготавливается к переключению и по окончании входного импульса перейдет в состояние "1". В счетчик записывается число 1 (с кодом 001). По окончании второго входного импульса триггер Т1 переходит в состояние "0", а триггер Т2 - в состояние "1" (фиксируется число 2 с кодом 010) и т.д. После восьмого входного импульса все триггеры переходят в состояние "0" и счет повторяется.

На выходе каждого последующего триггера частота следования импульсов уменьшается в два раза. Это свойство используется для построения делителей частоты.

3. Порядок выполнения работы

3.1.Ознакомиться с назначением приборов и органов управления стендом.

3.2.Для подготовки стенда к работе установить два тумблера "Уровень логический" в нижнее положение.

3.3. Исследовать RS - триггер.

Собрать схему (рис.3.7.4). Включить тумблер "Питание".

Задавая тумблерами SA1 и SA2 с гнезд "Уровень логический" различные комбинации входных логических сигналов, подаваемых на входы R и S составить т аблицу состояний триггера. Единице на выходе Q или Q соответствует свечение светодиодов. Результаты занести в табл.3.7.1.

Примечания:

1.Комбинация входных сигналов R = S = 0 является запрещенной.

2.Индекс t соответствует настоящему состоянию триггера, t -1 - предыдущему.

3.В состояние триггер переводить подавая соответствующие логические сигналы на входы S(set) и R(reset).

Выключить тумблер "Питание".

4. Исследовать двоичный четырехразрядный счетчик на ИКС К155ТМ2. Все переключатели установить в нулевое положение. Собрать схему (рис.3.7.5).

Включив питание, установить все разряды счетчика в исходное (нулевое) положение. Для этого кратковременно с помощью тумблера SA1 подать сигнал логического "О" на входы R всех триггеров.

Подавая кнопкой SB1 на вход С счетчика положительный одиночный импульс, составить таблицу состояния счетчика (табл.3.7.2).Состояние младшего (выход Q1) и последующих старших разрядов Q2, Q3, Q4 определять по сигналу светодиодов, где свечение соответствующего светодиода определяет наличие на выходе логической "1".

П одавая кнопкой SB2 на вход С одиночный импульс, произвести контроль сигнала на выходе счетчика (Q4 с помощью светодиода. При этом убедиться, что состояния разрядов изменяется в момент подачи тактового импульса на вход С. Данные сравнить с табл. 3.7.2. Выключить стенд.