Sibprompost.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Реверсивный счетчик

Реверсивный счетчик

Целью работы является:

— теоретическое изучение принципа работы счетчиков и регистров;

— экспериментальное исследование счетчика-регистра на интегральных микросхемах.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Регистры и счетчики относятся к разряду цифровых устройств и являются одним из наиболее распространенных элементов вычислительной техники. Они широко используются для построения устройств ввода, вывода и хранения информации, а также для выполнения некоторых арифметических и логических операций.

Для построения счетчиков и регистров используются синхронные триггеры, переключение которых происходит только при наличии синхронизирующего сигнала (синхроимпульса ) на входе С. Наиболее часто для построения регистров и счетчиков используется универсальный Д — триггер, имеющий специальный информационный вход Д, и динамический вход С (рис.1).

2.1. Устройство, называемое регистром, служит в основном для хранения чисел в двоичном коде при выполнении над ними различных арифметических и логических операций. С помощью регистров выполняютоя такие действия над числами, как передача их из одного устройства в другое, арифметический и логический сдвиг в сторону младших или старших разрядов, преобразование кода из последовательного в параллельный и наоборот и т.д. Функциональная схема и условно — графическое обозначение регистра параллельного типа, собранного на универсальных Д-триггерах, приведена на рис.2 .

По сигналу на входе С информация, поступившая на входы DО ё DЗ, записывается в регистр и хранится в нем до тех пор, пока не произойдет запись другой информации, либо не поступит сигнал на вход R, обнуляющий регистр.

Функциональная схема и условно-графическое обозначение регистра сдвига представлены на рис.З.

Последовательный информационный код поступит на вход D регистра. Импульс команды сдвига С подается одновременно на синхронизирующие входы всех триггеров регистра и переводит каждый триггер в состояние, в котором находился триггер предыдущего разряда. Таким образом, каждый импульс команды сдвига «продвигает» записываемое число на один разряд вправо.

2.2. Устройство, называемое счетчиком, предназначено для подсчета числа поступающих на вход сигналов ( импульсов ) в произвольной системе счисления. Двоичные счетчики строятся на основе триггеров, работающих в счетном режиме ( Т — триггер или счетный триггер).

Счетный триггер может быть получен из универсального D — триггера путем соединения его инверсного выхода 0 со входом D.

Счетный триггер и эпюры сигналов, поясняющие его работу, представлены на рис.4.

У счетного триггера состояние выхода изменяется на противоположное при поступлении на вход С каждого очередного счетного импульса.

Функциональная схема и условнографическое обозначение двоичного счетчика с коэффициентом пересчета 2 3 представлена на рис.5.

Каждый поступающий на вход счетчика импульс перебрасывает первый триггер в противоположное состояние (рис.6). Сигнал с инверсного выхода предыдущего триггера является входным сигналом для последующего и, таким образом, комбинация сигналов на выходах Q 1 , Q 2 , Q 3 будет соответствовать числу поступивших на вход счетчика импульсов, представленному в двоичном коде. Счетчик данного типа называется асинхронным счетчиком.

Если на счетный вход каждого последующего триггера счетчика подавать сигнал с прямого выхода предыдущего триггера, то счетчик будет производить операцию вычитания. Счетчики, способные выполнять функции сложения и вычитания, называются реверсивными.

Для построения счетчика с требуемым коэффициентом пересчета М, отличным от величины 2 N (N — число двоичных разрядов счетчика), используется принудительный сброс счетчика в исходное состояние при достижении счетчиком числа М. Пример такого счетчика с М=9 (М=1001 2 ) представлен на рис.7.

3. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Функциональная схема исследуемого устройства представлена на рис.8 . Устройство включает двоично — десятичный счетчик ДД2, двоичный счетчик ДДЗ, коммутатор входных сигналов ДД1 и логические элементы ДД4 и ДД5, выполняющие функции элементов объединения.

Для подачи информационных и управляющих сигналов используется специальное устройство, управляемое наборными кнопками с фиксацией SА1 ё SА16. Нажатому состоянию соответствует сигнал логической «1», отжатому состоянию — сигнал логического «0». Кнопки SА1 ё SА16 расположены в левой части лабораторного стенда под надписью «Программатор кодов».

3.2. Функцию двоичного счетчика выполняет микросхема К155ИЕ7. Данная микросхема представляет собой реверсивный четырехразрядный счетчик — регистр, в котором кроме двух счетных входов ( суммирующего «+1» и вычитающего «-1″ ) и входа сброса Р имеется четыре информационных входа DО ё DЗ и вход С , разрешающий запись информации в счетчик. Кроме того, для наращивания разрядности счета в микросхеме предусмотрены выходы » і 15″ и » і 15″ в этом случае следует соединять с входом «+1″, выход » і 9” вырабатывается при превышении счетчиком числа 9.

3.4. При исследовании одного из счетчиков, другой должен находиться в исходном состоянии, что достигается подачей на вход R данного счетчика уровня логической «1» с помощью кнопок SА10 или SA11.

3.5. Запись информации в счетчики производится в параллельном коде путем подачи на входы ДО ё ДЗ логических сигналов «0» и «1» с помощь кнопок SА1 ё SА4 и подачи сигнала логического «0» на вход С с помощью кнопки SА9 (для этого кнопку SА9 надо отжать и снова нажать ).

З.6. Счетные импульсы должны поступать на исследуемую схему с клеммы «непр.имп,» ( «

“ ) в виде непрерывной импульсной последовательности и с клеммы «пачка имп.» ( «_|

|_» ) в виде пачки импульсов с числом импульсов в пачке от 1 до 15. Управление режимом работы входов «+1» и «-1» счетчиков производится о помощью кнопок SA13 ё SА16, которые обеспечивают выполнение следующих функций:

SА13 («непр,+») — разрешение прохождения непрерывной импульсной последовательности на входы «+1» счетчиков;

SА14 («пачка +») — разрешение прохождения пачки импульсов на входы «+1» счетчиков;

SА15 (“непр.-«) — разрешение прохождения непрерывной последовательности импульсов на входы «-1» счетчиков;

SА16 («пачка -«) — разрешение прохождения пачки импульсов на входы

Читайте так же:
Схема счетчика импульсов с коэффициентом счета

Примечание. Не допускается одновременное нажатие двух и более кнопок SА13 ё S А16.

3.7. Для задания числа импульсов в пачке и посылки необходимой пачки в исследуемый узел используются четыре кнопки с фиксацией «2 0 » ё «2 3 » и две кнопки без фиксации «Пуск» и “Устан.О», расположенные на панели лабораторного стенда под надписью «Программатор СИ».

При этом должна соблюдаться следующая последовательность операций:

3.7.1. Набрать заданное число импульсов в пачке в двоичном коде с помощью кнопок “2 0” ё «2 3 «. Нажатой кнопке соответствует логическая «1» (при этом загорается соответствующий индикатор).

3.7.2. Нажать кнопку «устан.О».

3.1.3. В режиме наблюдения одновременно двух сигналов на экране мультиметра величина и взаимное расположение этих сигналов регулируется ручками «

» и “ ­Ї “ соответственно в поле надписи «Коммутатор» отдельно для каждого канала ( «Вх1» для КПИ 10 и «Вх2» для КПИ 9 ).

3.2. Исследование элемента ДД3 в статическом и динамическом режиме.

3.2.1. Логические сигналы «0» и «1» на входе триггеров задаются с помощью кнопок с фиксацией SА1 ё SА6, расположенных на передней панели блока К32 под надписью «Программатор кодов». Отжатое состояние кнопки соответствует заданию логического «0», а нажатое — заданию логической «1». Нажатое состояние кнопки сопровождается загоранием соответствующего светодиода зеленого цвета, расположенного вблизи данной кнопки «Программатора кодов».

3.2.2. Для подачи положительного импульса ( «_|

|_» ) на вход С триггера необходимо кратковременно перевести соответствующую кнопку из отжатого состояния в нажатое и обратно.

3.2.3. Для индикации логических сигналов на выходе триггера, работающего в статическом режиме ( верхняя часть элемента ДДЗ ), служит левое цифровое табло блока К32. При этом кнопка » IO |_2 «, расположенная непосредственно под табло, должна находиться в нажатом состоянии.

3.2.4 . Нижняя часть элемента ДДЗ представляет собой триггер, работающий в счетном режиме. На его счетный вход С поступает непрерывная последовательность импульсов. Одновременно такая же последовательность импульсов поступает в КПИ1. Выходные сигналы триггера ( прямой и инверсный ) поступают в КП2 и КПИЗ соответственно.

3.2.5. Лабораторный стенд позволяет наблюдать на экране мультиметра одновременно два сигнала с любых двух КПИ из восьми ( двухканальный режим наблюдения ). Выбор двух определенных КПИ производится следующим образом:

3.2.5.1. Нажать кнопку » ВСВ |_ ВНК » под надписью «КВУ», при этом у левых индикаторов обоих цифровых табло начинает светиться знак запятой.

3.2.5.2. При отжатой кнопке»Вх1 |_ Вх2″ набрать с помощью кнопок » 2 0 ё 2 3 » программатора «СИ » двоичный код первого выбранного КПИ и нажать кнопку «Пуск». При этом на левом табло у знака запятой появится номер выбранного КПИ.

3.2.5.3. При нажатой кнопке «Вх1 |_ Вх2» повторить указанную процедуру для второго выбранного КПИ. Номер этого КПИ появится у знака запятой правого табло.

3.2.5.4. Нажать кнопку «Коммутатор» под надписью «Контроль V

«‘. Теперь два выбранных КПИ через каналы коммутатора лабораторного стенда соединены с осциллографом мультиметра. Регулировка величины и расположения сигналов на экране осуществляется раздельно ручками «

» и » ­Ї » под надписью «Коммутатор». Слева расположены ручки регулировки первого канала коммутатора, справа — второго канала коммутатора.

3.2.5.5. Для выхода из режима наблюдения сигналов на экране мультиметра перевести кнопку «ВСВ |_ БНК» под надписью «КВУ» в отжатое состояние.

3.3. Исследование элементов ДД4 (статический режим) и ДД5 (счетный режим ).

3.3.1. Логические сигналы «0» и «1» на S, R, J и К — входы универсальных триггеров подаются с помощью кнопок SА7 ё SА12 ( аналогично рассмотренному в п.п.2.1. ).

3.3.2. Сигнал на вход С триггера поступает от встроенного генератора импульсов лабораторного стенда, который вырабатывает серию импульсов положительной полярности. Число импульсов может изменяться от 1 до 15 и устанавливается с помощью кнопок с фиксацией » 2 0 ё 2 3 «, расположенных под надписью «Программатор СИ». Кнопки без фиксации «Пуск» и «Устан.О» служат для задания режима работы генератора. При этом должна соблюдаться следующая последовательность действий:

3.3.2.1. Набрать число импульсов в пачке в двоичном коде с помощью кнопок » 2 0 ё 2 3 «. Кнопки в нажатом состоянии соответствует двоичная единица ( при этом загорается соответствующий светодиод ).

3.3.2.2. Нажать кнопку «Устан.О»и убедиться, что светодиод кнопки «Пуск» погашен. Генератор импульсов готов к работе.

3.3.2.3. Нажать кнопку «Пуск». При этом генератор вырабатывает нужную пачку импульсов. Для повторного включения генератора нажать кнопку «Устан.О», а затем кнопку «Пуск» и т.д.

3.3.3. Контроль выходных сигналов триггеров ДД4 осуществляется с помощью левого цифрового табло на блоке К32.

3.3.4. Счетные импульсы на триггер ДД5, работающий в счетном режиме, поступают через элемент “И», собранный на микросхеме ДД1.

3.7.3. Нажать кнопку «Пуск». При этом в исследуемый узел поступает заданная пачка импульсов.

3.7.4. Для повторной посылки пачки импульсов нажать кнопку «Устан.О» и затем — кнопку «Пуск» и т.д.

3.8. Считывание показаний счетчика производится с помощью двух цифровых табло, каждое из которых содержит четыре семисегментных индикатора. Оба табло расположены в левом верхнем углу лабораторного стенда. На левом цифровом табло индикация числа производится в двоичном коде, на правом — в десятичном коде ( для выбора того или иного кода кнопку «10 |_ 2» необходимо установить в соответствующее положение ).

3.9. Выходные сигналы двоичных разрядов и сигналы переносов счетчиков, а также входные счетные импульсы сложения и вычитания, поступают параллельно на восемь каналов передачи информации КПИ1 ё КПИ8, что дает возможность их наблюдения на экране мультиметра, входящего в состав лабораторного стенда.

Читайте так же:
Как поставить фильтр грубой очистки перед счетчиком

Одновременно на экране мультиметра можно наблюдать сигналы двух каналов передачи информации. При этом необходимо выполнить следующие операции:

3.9.1. Нажать кнопку «ВСВ |_ ВНК» под надписью «КВУ»,

3.9.2. При отжатой кнопке «Вх1 |_ Вх2″ набрать с помощью кнопок » 2 0 ё 2 3 «, двоичный код первого выбранного КПИ и нажать кнопку «Пуск». При этом на левом табло появится номер выбранного КПИ.

3.9.3. Повторить указанную процедуру при нажатой кнопке «Вх1 |_ Вх2». Номер второго выбранного КПИ должен появиться на правом табло.

3.9.4. Нажать кнопку «Коммутатор» под надписью «Контроль”. При этом выбранные КПИ подсоединяются к соответствующему входу мультиметра. Размах и ориентация сигналов на экране мультиметра регулируется потенциометрами «

» и » ­Ї » , расположенными под надписью «Коммутатор» отдельно для каждого канала.

3.9.5. Для выхода из режима наблюдения сигналов на экране мультиметра необходимо отжать кнопку «ВСВ |_ ВНК» под надписью «КВУ».

Счётчики

Счетчиком называют устройство, предназначенное для подсчёта числа импульсов поданных на вход. Они, как и сдвигающие регистры, состоят из цепочки триггеров. Разрядность счетчика, а следовательно, и число триггеров определяется максимальным числом, до которого он считает.


Рисунок 1

Регистр сдвига можно превратить в кольцевой счетчик, если выход последнего триггера соединить с входом первого. Схема такого счетчика на разрядов приведена на рисунке 1. Перед началом счета импульсом начальной установки в нулевой разряд счетчика (Q0) записывается логическая 1, в остальные разряды — логические 0. С началом счета каждый из приходящих счётных импульсов Т перезаписывает 1 в следующий триггер и число поступивших импульсов определяется по номеру выхода, на котором имеется 1. Предпоследний (N-1) импульс переведет в единичное состояние последний триггер, а импульс перенесёт это состояние на выход нулевого триггера, и счет начнётся сначала. Таким образом, можно построить кольцевой счетчик с произвольным коэффициентом счета (любым основанием счисления), изменяя лишь число триггеров в цепочке.

Недостаток такого счетчика — большое число триггеров, необходимы; для его построения. Более экономичны, а поэтому и более распространены счетчики, образованные счетными Т-триггерами. После каждое тактового импульса Т сигнал на входе D (инверсном выходе) меняется на противоположный и поэтому частота выходных импульсов вдвое меньше частоты поступающих. Собрав последовательную цепочку из n счетных триггеров соединяя выход предыдущего триггера со входом C следующего), мы получим частоту fвых=fвх/2 n . При этом каждый входной импульс меняет код числа на выходе счетчика на 1 в интервале от 0 до N=2 n -1.

Микросхема К155ИЕ5 рисунок 2 содержит счетный триггер (вход С1) и делитель на восемь (вход С2) образованный тремя соединенными последовательно триггерами. Триггеры срабатывают по срезу входного импульса (по переходу из 1 в 0). Если соединить последовательно все четыре триггера как на рисунке 2, т получится счетчик по модулю 2 4 =16. Максимальное хранимое число при полном заполнении его единицами равно N=2 4 -1=15=(111)2. Такой счетчик работает с коэффициентом счета К (модулем), кратным целой степени 2, и в нем совершается циклический перебор К=2 n устойчивых состояний. Счетчик имеет выходы принудительной установки в 0.


Рисунок 2

Часто нужны счетчики с числом устойчивых состояний, отличным от 2 n Например, о электронных часах есть микросхемы с коэффициентом счета 6 (десятки минут). 10 (единицы минут). 7 (дни недели). 24 (часы). Для построения счётчика с модулем К≠2 n можно использовать устройство из n триггеров для которого выполняется условие 2 n >К. Очевидно, такой счётчик может иметь лишние устойчивые состояния (2 n -К). Исключить эти ненужные состояния Можно использованием обратных связей, по цепям которых счетчик переключается в нулевое состояние в том такте работы когда он досчитывает до числа К.

Для счетчика с К=10 нужны четыре триггера (так как 2 3 4 ) должен иметь десять устойчивых состояний N==0,1. 8,9. В том такте, когда он должен был перейти в одиннадцатое устойчивое состояние (N=10), его необходимо сбросить в исходное нулевое состояние. Для такого счётчика можно использовать микросхему К155ИЕ5 рисунок 3, введя цепи обратной связи с выходов счетчика, соответствующих числу 10 (т. е. 2 и 8) на входы установки счетчика в 0 (вход R). В самом начале 11-го состояния (число 10) на обоих входах элемента И микросхемы появляются логические 1, вырабатывающие сигнал сброс всех триггеров счетчика в нулевое состояние.


Рисунок 3

Во всех сериях цифровых микросхем есть счетчики с внутренней организацией наиболее ходовых коэффициентов пересчета, например в микросхема К155ИЕ2 и К155ИЕ6 К=10. в микросхеме К155ИЕ4 К=2х6==12.

Как видно из схем и диаграмм на рисунках 1-3, счетчики могут выполнят функции делителей частоты, т. е. устройств, формирующих из импульсной последовательности с частотой fвх импульсную последовательность на выходе, последнего триггера с частотой fвых, в К раз меньшую входной. При таком использовании счетчиков нет необходимости знать, какое число в нем записано в настоящий момент, поэтому делители в некоторых случаях могут быть значительно проще счетчиков. Микросхема К155ИЕ1, например, представляет собой делитель на 10, а К155ИЕ8 — делитель с переменным коэффициентом деления К=64/n. где n=1. 63.

Кроме рассмотренных суммирующих широко применяют реверсивные счетчики на микросхемах К155ИЕ6. К155ИЕ7, у которых в зависимости от режима работы содержимое счетчика или увеличивается на единицу режим сложения, говорится что происходит инкремент счётчика или уменьшается на единицу режим вычитания, декремент после прихода очередного счетного импульса. Микросхема К155ИЕ1 рисунок 4 — делитель на 10. Установка ее триггеров в 0 осуществляется одновременной подачей высокого уровня на входы 1 и 2 (элемент И). Счетные импульсы подают на вход 8 или 9 (при этом на другом входе должен быть высокий уровень) или одновременно на оба входа (элемент И).

Читайте так же:
Кто может установить общедомовой счетчик


Рисунок 4

В состав микросхемы К155ИЕ2 рисунок 4 входят триггер со счетным входом (вход С1) и делитель на 5 (вход С2). При соединении выхода счетного триггера с входом С2 образуется двоично-десятичный счетчик (диаграмма его работы аналогична приведенной на рисунке 3). Счет происходит по срезу импульса. Счетчик имеет входы установки в 0 (R0 с логикой И) и входы установки в 9 (R9 с логикой И).


Рисунок 5

Микросхему К155ИЕ4 образуют счетный триггер и делитель на 6 рисунок 5. О микросхеме К155ИЕ5 было сказано ранее рисунок 2

Микросхемы К155ИЕ6 и К155ИЕ7 рисунок 6,а)-реверсивные счетчики предварительной записью, первый из них — двоично-десятичный, второй четырехразрядный двоичный. Установка их в 0 происходит при высок уровне на входе R. В счетчик можно записать число подав на выходы D1-D4 (в К155ИЕ6 от 0 до 9, в К155ИЕ7 от 0 до 15). Для этого на вход S необходимо подать низкий уровень, на входах С1 и С2 высокий уровень, на входе R — низкий. Счет начнется с записанного числа по импульсам низкого уровня, подаваемым на вход С1 (в режиме сложения) или на С2 (в режиме вычитания). Информация на выходе изменяется по фронту счётного импульса. При этом на втором счетном входе и входе S должен быть высокий уровень, на входе R-низкий, а состояние входов D безразлично. Одновременно с каждым десятым (шестнадцатым) на входе С1 импульсом на выходе P1 повторяющий его выходной импульс, который может подаваться вход следующего счетчика. В режиме вычитания одновременно с каждым импульсом на входе С2, переводящим счетчик в состояние 9, (15), на выходе Р2 появляется выходной импульс.

Временная диаграмма работы счетчика К155ИЕ6 приведена на рисунке 6,б. На диаграмме в режиме параллельной записи (S=0) было записано число 6 (высокий уровень на входах D2 и D3).


Рисунок 6

Микросхемы К176ИЕ1, К56ИИЕ10 и К561ИЕ16 рисунок 7 — двоичные счётчики. Счетчик К561ИЕ10 при подаче счетных импульсов на вход С1 и при С2=1 работает по фронту, при счете по входу С2 и при С1==0 — по срезу. Счётчик К561ИЕ16 не имеет выходов от второго и третьего делителя. Счетчики устанавливаются в нулевое состояние при подаче высокого уровня на вход R. Для правильной работы этих и всех других счетчиков, выполненных по КМОП технологии (серий К164, К176, К564, К561..), необходимо после включения питания (или после снижения напряжения источника питания до 3 В) устанавливать их в исходное нулевое состояние подачей импульса высокого уровня на вход R. В противном случаи счётчики могут работать случайными коэффициентами пересчёта. Импульс сброса после включения питания может подаваться автоматически, если ввести времязадающую RC-цепь и инвертор, как показано на рисунке 7,в.


Рисунок 7

Цифровые микросхемы — начинающим (занятие 9) — счетчики-дешифраторы к561ие8

(К)1ЛБ551, 1ЛБ551А, К155ЛА1

Вполне обычные микросхемы (два элемента 4И-НЕ); паспорт
на них (от микросхемы производства завода «Искра»,
г.Ульяновск). Здесь они лишь по причине своего возраста…

Самая ранняя дата выпуска микросхем этой серии, известная мне на сегодня — октябрь 1969 года.
Интересно, что логотип НИИМЭ здесь отформован в
пластмассе корпуса, а не нанесен краской.

Эти выпуски еще могли разбраковываться по быстродействию/нагрузочной способности,
с добавлением дополнительной буквы в названии.

а вот эта микросхема интересна тем, что на лицевой
стороне у неё обозначение по новой системе, а на днище — еще по старой :)))

Асинхронные счётчики

Данные типы счётчиков состоят из цепочёк JK-триггеров, которые работают в счётном режиме, когда выход предыдущего триггера служит входом для следующего. В такой схеме триггеры включаются последовательно, а, следовательно, и выходы счётчика также переключаются последовательно, один за другим (отсюда второе название асинхронных счётчиков – последовательные счётчики). Так как переключение разрядов происходит с некоторой задержкой, поэтому и сигналы на выходах счётчика появляются не одновременно с входным сигналом и между собой, то есть асинхронно.

Микросхемы асинхронных счётчиков применяются не очень часто, в качестве примера можно привести микросхемы типа ИЕ2 (четырёхразрядный двоично-десятичный счётчик), ИЕ5 (четырёх разрядный двоичный счётчик) и ИЕ19 (сдвоенный четырёхразрядный счётчик).


Асинхронные счётчики: слева направо ИЕ2, ИЕ5, ИЕ19.

Данные типы счётчиков имеют входы сброса в нуль (вход R), вход установки в 9 (вход S у ИЕ2), счётный или тактовый вход (вход С) и выходы, которые могут обозначаться как номера разрядов (0, 1, 2, 4) или как вес каждого разряда (1, 2, 4, 8).

Микросхема К555ИЕ2 относится к двоично-десятичным счётчикам, то есть счёт у неё идет от 1 до 9, а потом выводы обнуляются и счёт идёт сначала. Внутренне данный счётчик состоит из четырёх триггеров, которые разделены на две группы: один триггер (вход С1, выход 1) и три триггера (вход С2, выходы 2, 4, 8). Такая внутренняя организация позволяет значительно расширить применение данного типа микросхемы, например данную микросхему можно использовать в качестве делителя на 2, на 5 или на 10. Счётчик ИЕ2 имеет два входа для сброса в нуль объединенных по И, а так же два входа для установки в 9 тоже объединённых по И.

Для реализации счёта необходимо сбросить счётчик подачей на входы R высокого логического уровня, а на один из входов S сигнал низкого уровня. В таком режиме счётчик будет «обнулён» и последовательный счёт заблокирован. Чтобы восстановить функцию счета необходимо установить на входы R низкий уровень сигнала.

Для организации делителя на 2 необходимо подавать сигнал на С1, а снимать с выхода 1; делитель на 5 подавать сигнал на С2, а снимать с выхода 8; делитель на 10 выход 8 соединяют с С1, сигнал подают на С2, а снимают с выхода 1.

Читайте так же:
Команда переход по счетчику

Микросхема К555ИЕ5 представляет собой двоичный счётчик, в отличие от ИЕ2 считает до 16 и сбрасывается в нуль. Также как и ИЕ2 состоит из двух групп триггеров со входами С1 и С2, а выходы 1 и 2,4,8. В отличии от ИЕ2 имеет только два входа сброса в нуль, а входов установки нет.

Микросхема К555ИЕ19 практически идентична двум микросхемам К555ИЕ5 и представляет собой два чётырёхразрядных двоичных счётчика, каждый счётчик имеет свой счётный вход С и вход сброса R. Если объединить выход 8 первого счётчика и вход С второго счётчика, то можно получить восьмиразрядный двоичный счётчик.

К1ЛБ55хИ

Изредка встречаются микросхемы с буквой «И» в конце
обозначения. Их выпускала запорожская «Гамма» (в то время Запорожский завод полупроводниковых
приборов); это единственные встреченные
мной микросхемы этого типа (..ЛБ.. или ..ЛА..) 155ой серии этого завода.
Это довольно необычные микросхемы, на них были выпущены даже отдельные ТУ.
155ая серия с индексом «И» выполнена по технологии КСДИ (с окисной изоляцией),
в отличии от обратно-смещенного перехода обычной 155 серии. Основной ТТЛ продукцией
«Гаммы» в те годы была как раз «окисная»
106 серия и, вероятно, какое-то краткое время
по единому с ней технологическому процессу выпускали и 155ую.
Кристалл содержит избыточное количество элементов для снижения затрат на производство.

(фото Сергея Брылева)

КМ155ИД8А, КМ155ИД9, К155ИД9

Без сомнений, эта пара (в керамическом корпусе) держит с большим
отрывом первое место в номинации «Самая красивая микросхема серии»

Просто какое-то
волнение в душе, когда держишь их в руке, это произведение искусства
и не только лишь инженерного.
Причём, обратите внимание, корпус весьма архаичен, явный привет из 70-х годов.
Он называется «Тур» и был разработан в НИИТТ в 1970-72 гг.
Форма ног, крышка корпуса — всё это отголоски древних времён, когда DIP
был ещё молод… Причем, насколько я знаю, это вообще чуть ли не единственные наши микросхемы в таком корпусе!
Вспоминается ещё разве что К507РМ1.
Опять же, золочение для микросхем невоенного применения (не отбраковки от «войны», а изначально гражданских)
вещь исключительная.
Впрочем, есть и вариант в обычном скучном пластике

Немного подробностей. Обе эти микросхемы представляют собой
дешифраторы для управления матрицей из светодиодов. 155ИД8 работает
на матрицу 7х5 точек, с возможностью индицировать цифры от 0 до 9, знаки
«-» и переполнение «Е». 155ИД9 управляет матрицей 7х4 точек;
справочный листок на неё.

Производитель, а, полагаю, и разработчик —
НИИ «Мион», г.Тбилиси (Грузия).
Как нередко было у «Миона», микросхемы эти не имеют зарубежного аналога, а представляют
собой чисто отечественные разработки.

Не могу отказать себе в удовольствии отснять их во всех
возможных ракурсах…

Двоично-десятичный четырехразрядный счетчик К155ИЕ2

Быстродействующий декадный счетчик представляет собой асинхронный делитель частоты на триггерах типа JK.

Функциональная схема счетчика содержит четыре триггера:


Рис. 2.2 К155ИЕ2 Функциональная схема

Первый триггер, имеющий тактовый вход С1 и изолированный от других триггеров прямой выход 1, представляет собой счетчик-делитель на два. Три остальных триггера образуют счетчик-делитель на 5. Счетные импульсы при этом должны подаваться на вход С2, частота, деленная на 5, снимается с выхода 4.

Счетчики работают самостоятельно, однако установка их производится одновременно с помощью четырех установочных входов R1-R4, которые обеспечивают три режима работы счетчиков.

Значения сигналов на установочных входах для различных режимов работы счетчиков приведены в таблице 1.

Переключение триггеров происходит по каждому заднему фронту входных тактовых сигналов:


Рис. 2.3 Временные диаграммы работы

Путем внешнего соединения выхода 1 со входом С2 образуется двоично-десятичный счетчик-делитель на 10. Счетные импульсы при этом подаются на вход С1, а частота, деленная на 10, снимается с выхода 4. В режиме счета состояния выходов триггеров меняются в последовательности двоично-десятичного счета.

Путем внешнего соединения выхода 4 со входом С1 образуется счетчик-делитель на 10 со скважностью, равной 2.Счетные импульсы при этом должны подаваться на вход С2, а частота, деленная на 10, снимается с выхода 1:

Рис. 2.4 Двоично-десятичный счетчик-делитель на 10

2.5 Cчетчик-делитель на 10 со скважностью, равной 2

В режиме счета состояния выходов триггеров меняются в последовательности двоичного счета от 0 до 4 и далее от 8 до 12.

К155ИЕ2 и КМ155ИЕ2 (7490)

Микросхемы К155ИЕ2 и КМ155ИЕ2 (7490) четырехразрядный десятичный асинхронный счетчик пульсаций. Внутренняя схема его показана на рисунке. Первый триггер счетчика DD1.3 может работать самостоятельно. Он служит делителем входной частоты в 2 раза, Тактовый вход этого делителя C0 (вывод 14), а выход QO (вывод 12). Остальные три триггера DD1.4 — DD1.6 образуют делитель на 5. Тактовый вход здесь C1 (вывод 1). Для обоих тактовых входов запускающий перепад отрицательный, т. е. от высокого уровня к низкому.

Счетчик имеет два входа R для синхронного сброса (выводы 6 и 7), а также два синхронных входа S (выводы 2 и 3) для предварительной загрузки в счетчик двоичного кода 1001, соответствующего десятичной цифре 9. Поскольку счетчик К155ИЕ2, КМ155ИЕ2 (7490) асинхронный, состояния на его выходах Q0 — Q3 не могут изменяться одновременно. Если -после данного счетчика выходной код, требуется дешифрировать, т. е. перевести его в десятичное число, дешифратор должен стробироватьея на время этой операции. Иначе из-за неодновременности переключения выходных уровней четырех триггеров могут дешифроваться импульсные помехи (клыки).

Входы синхронного сброса RI и R2 (двухвходовой элемент И) запрещают действие импульсов по обоим тактовым входам и входам установки S. Импульс, поданный на вход R, дает сброс данных по всем триггерам одновременно. Подачей напряжения на входы S1 и S2 запрещается прохождение на счетчик тактовых импульсов, а также сигналов от входов R1 и R2. На выходах счетчика Q0 — Q3 (выводы 12, 9, 8, и 11) устанавливаются напряжения выходных уровней ВННВ, что соответствует коду 1001, т. е. цифре 9.

Читайте так же:
Дополнительные счетчики метрики как установить

Чтобы получить на выходах счетчика К155ИЕ2, КМ155ИЕ2 (7490) двоично-десятичный код с весом двоичных разрядов 8-4-2-1, необходимо соединить выводы 12 и 1 (т. е. выход Q0 и вход С1. Входная последовательность подается на тактовый вход С0 (вывод 14). Симметричный счетчик-делитель входной частоты в 10 раз получится, если соединить вывод 11 (выход QЗ) с выводом 14 (вход C0). Симметричный способ деления в зарубежной литературе называется bi-quinary, т. е. в переводе — две пятерки. Выходная последовательность при счете двумя пятерками имеет вид симметричного меандра с уменьшенной в 10 раз частотой. Снимается она с выхода Q0 (вывод 12) микросхемы К155ИЕ2 КМ155ИЕ2 (7490).

Для деления частоты на два используется тактовый вход С0 (вывод 14) и выход QО (вывод 12). Для деления частоты в 5 раз подаем входную последовательность на вывод 1. Выходной сигнал получаем на выходе Q3 (вывод 11), Внешние перемычки для этих простых делителей не нужны. Счетчик К155ИЕ2, КМ155ИЕ2 (аналог 7490 ) имеет ток потребления 53 мА и максимальную тактовую частоту 10 МГц. Аналогичная схема варианта 74LS 90 потребляет ток 15 мА и имеет тактовую частоту до 30 МГц.

Режим работы счетчика К155ИЕ2, КМ155ИЕ2 (7490) можно выбрать из таблицы (сброс выходных данных в ноль, установка, т.е. загрузка девятки, счет). В таблице показана последовательность смены напряжений высоких и низких уровней на выходах счетчика К155ИЕ2 и КМ155ИЕ2 (7490) в режиме двоично-десятичного счета, когда требуется соединить внешней перемычкой выход Q0 и вход С1 (т. е. выводы 1 и 12).

Зарубежным аналогом микросхемы КМ155ИЕ2 является микросхема 7490.

Микросхема счетчик 2 разряда

Поиск по сайту

Счётчики

Соединив последовательно несколько триггерных схем — делителей частоты на два, получим простейший многоразрядный двоичный делитель. Более общее название для делителей частоты — счетчики. Коэффициент деления счетчика, состоящего из n-триггеров типа Т, составляет 2n; здесь n — число двоичных разрядов счетчика. В настоящее время используется много вариантов счетных схем: асинхронные и синхронные; двоичные и десятичные; однонаправленные, только с увеличением счета, и двунаправленные, счет в которых может увеличиваться или уменьшаться (такие счетчики называют реверсивными). Коэффициент деления счетчика может быть либо постоянным, либо переключаемым.

Основой любой из этих схем служит линейка из нескольких триггеров. Рассмотренные варианты счетчиков различаются схемой управления этими триггерами. Между триггерами добавляются логические связи, назначение которых — запретить прохождение в цикле счета лишним импульсам, К примеру, четырехтриггерный счетчик может делить исходную частоту на 16, так как 2 4 = 16. Получим минимальный выходной код 0000, а максимальный 1111. Чтобы построить счетчик-делитель на 10, трех триггеров недостаточно (10 2 3 ), поэтому десятичный счетчик содержит в своей основе четыре триггера, но имеет обратные связи, останавливающие счет при коде 9 = 1001.

Таким обазом, удобно выпускать четырехтриггерные счетчики в двух вариантах: двоичном и десятичном. Примеры таких микросхем — пары: ИЕ6 и ИЕ7, ИЕ16 и ИЕ17. Расширять функции счетчиков можно; видоизменяя их цепи управления. Первоначально счетчики были асинхронными. В асинхронном режиме предыдущий триггер вырабатывает для последующего тактовые импульсы. Такие счетчики иногда называют счетчиками пульсаций.

В синхронном счетчике все триггеры получают тактовый импульс одновременно, поскольку тактовые входы их соединяются параллельно. Поэтому Триггеры переключатся практически одновременно. В счетчике пульсаций каждый триггер, вносит в процесс счета определенную задержку, поэтому младшие разряды результирующего кода появляются на выходах триггеров неодновременно, т. е. несинхронно с соответствующим тактовым импульсом. Например, для четырехразрядного счетчика пульсаций выходной параллельный код 1111 появится на выходах триггеров уже после того, как поступит шестнадцатый тактовый импульс, кроме того, эти четыре единицы сформируются неодновременно.

Синхронная схема значительно сложнее асинхронной. На ее выходах данные от каждого разряда появляются одновременно и строго синхронно с последним входным импульсом. В синхронный счетчик разрешается синхронная (с тактовым импульсом) параллельная (в каждый триггер) загрузка начальных данных. Триггерная линейка синхронного счетчика снабжается специальным шифратором, который называется схемой ускоренного переноса (СУП).

Внутренние логические элементы управления, которыми часто снабжаются счетчики, позволяют сделать процесс счета реверсивным. Согласно команде, подаваемой на вход управления счетом больше/ меньше , можно либо, увеличивать либо уменьшать на единицу содержимое счетчика при каждом очередном тактовом импульсе. У некоторых счетчиков тактовые входы на увеличение и на уменьшение отдельные.

Сброс данных счетчика, чтобы на всех выходах установился нулевой код, у одних схем асинхронный R, у других синхронный SR, происходит одновременно е приходом тактового импульса. Имеются счетчики с переменным коэффициентом деления. Устанавливаемый коэффициент деления зависит от кода, набранного на входах управления.

Рассмотрим микросхемы КМОП среднего уровня интеграции, необходимых для счета импульсов и деления частот. Счетчики-делители составляют несколько групп. Например, счетчики ИЕ3 ИЕ5 предназначены для построения схем электронных секундомеров, часов, таймеров. Их можно использовать, например, для обслуживания индикаторов цифровых мультиметров, термометров. Счетчики ИЕ8 и ИЕ9 имеют дешифрованные выходы (10 и 8 соответственно). Счетчики ИЕ11 и ИЕ14 однотипные четырехразрядные, реверсивные. Разнообразные возможности деления частот открывает применение счетчиков выполненых на микросхемах КМОП: ИЕ2, ИЕ10, ИЕ16 и ИЕ19. Имеются счетчики асинхронные, синхронные, разрядные и даже 14-разрядный — ИЕ16.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector