Что такое двоично десятичный счетчик

двоично десятичные счетчики

Двоично-десятичные (декадные) счетчики ведут счет в десятичной системе счисления. Каждая десятичная цифра от 0 до 9 кодируется четырехразрядным двоичным кодом, так называемой тетрадой. Эти устройства являются разновидностью счетчиков по модулю n. В своем составе они, как правило, имеют четыре триггера. Простейший двоично-десятичный счетчик представлен на рис. 11.

Рис. 11 Декадный счетчик

Логический элемент 2И выявляет первый запрещенный набор 1010, который соответствует десятичному числу 10, и производит сброс триггеров.

Такой счетчик хорошо работает при невысокой частоте входных им­пульсов.

Недостатком счетчика является кратковре­менное присутствие двоичного сигнала, соответствующего десятичной цифре 10, т.к. счетчик считает до 10 включительно, а затем уда­ляет это состояние. Устранение этого недостатка осуществляется аналогично техническому решению в схеме рис. 10.

С помощью нескольких декадных счетчиков можно производить подсчет количества единиц, десятков, сотен импульсов и т.д., присвоив каждому из счетчиков соответствующий вес. Данные счетчики бывают суммирующими, вычитающими и реверсивными.

Билет 53 Программируемые счетчики на основе двоичных, двоично-десятичных, реверсивных и нереверсивных, счетчики на сдвигающих регистрах.
Сдвигающий счетчик

Такой счетчик имеет 5 состояний: 10000 – исходное состояние, затем: 01000, 00100, 00010, 00001 и вернулись в исходное состояние 10000.

Программирование модуля пересчета двоичных счетчиков

В данной схеме модуль пересчета можно изменять с помощью загружаемого числа (dm) при j=const или методом переключения выхода дешифратора Kj приdm=const.

Выключение программирования осуществляется сигналом = 1 , в этом случае на выходах дешифратора устанавливаются лог. 1, L=1 — запрет загрузки.

Связь между числом dm, модулем пересчета счетчика и номером состояния счетчика можно выразить следующим выражением:

где М — модуль пересчета, i — состояние счетчика.

Схема программирования модуля пересчета с заданием дополнительного числа

Для изменения модуля пересчета счетчика (в постоянном режиме) можно использовать выход старшего переноса

В данной схеме счетчик имеет модуль пересчета 16. Для реализации M=11 на вход D поступает код dm=5. При появлении сигнала P4 осуществляется счет до 11 (5+11)=16. Эта схема чаще называется делителем с переменным коэффициентом деления. Для переключения счетчика из режима счета в режим загрузки можно использовать и выходы счетчика (Q0. Qi). Эти же сигналы можно использовать для задания числа dm
56. Оперативные запоминающие устройства с произвольной выборкой.
Полупроводниковые ЗУ подразделяются на ЗУ с произвольной выборкой и ЗУ с последовательным доступом. ЗУПВ подразделяются на:
-статические оперативные запоминающие устройства (СОЗУ);
-динамические оперативные запоминающие устройства (ДОЗУ). ЗУ с последовательным доступом подразделяются на:
-регистры сдвига;
— приборы с зарядовой связью (ПЗС).
В основе большинства современных ОЗУ лежат комплиментарные МОП ИМС (КМОП), которые отличаются малой потребляемой мощностью. Это достигается применением пары МОП транзисторов с разным типом канала: n-МОП и p-МОП.
Запоминающее устройство с произвольным доступом — один из видов памяти компьютера, позволяющий единовременно получить доступ к любой ячейке (всегда за одно и то же время, вне зависимости от расположения) по её адресу на чтение или запись
54. Назначение сумматоров. Полусумматоры и полные сумматоры.
Сумматор является простейшим цифровым устройством. Это узел ЭВМ, выполняющий арифметическое суммирование кодов чисел, т.е. он предназначен для сложения двух чисел, заданных в двоичном коде.
Одноразрядный двоичный сумматор состоит из двух комбинационных схем: одна формирования Si, вторая для определения Pi.. Многоразрядный сумматор строится на основе одноразрядных в соответствии с правилами сложения.
Полусумматоры — бинарные (двухоперандные) сумматоры по модулю с разрядом переноса, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноимённые разряды двух чисел, и двух выходов: на одном реализуется арифметическая сумма по модулю в данном разряде, а на другом — перенос в следующий (старший) разряд.
Полные сумматоры — (трёхоперандные) сумматоры по модулю с разрядом переноса, характеризующиеся наличием трёх входов, на которые подаются одноимённые разряды двух складываемых чисел и перенос из предыдущего (более младшего) разряда, и двумя выходами: на одном реализуется арифметическая сумма по модулю в данном разряде, а на другом — перенос в следующий (более старший разряд).

55.Постоянное запоминающее устройство, классификация ПЗУ

Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения информации в системах различного назначения.

ЗУ на 40-50% определяют быстродействие всей системы.

Одним и важных параметров памяти является объём и быстродействие.

Постоянные запоминающие устройства – предназначены для постоянного энергонезависимого хранения информации.

Классификация

2 Однократно-программируемые пользователем

Масочные ПЗУ могут изготавливаться на основе матриц диодов, биполярных транзисторов или МОП транзисторов.
57. Программируемые логические матрицы и схемы логики. Схемы сборок на базе ПЛМ.
Программируемые логические матрицы появились в середине 70-х годов. Основой их служит последовательность программируемых матриц элементов И и ИЛИ. В структуру входят также блоки входных и выходных буферных каскадов (БВх и БВых). Входные буферы, если не выполняют более сложных действий, преобразуют однофазные входные сигналы в парафазные и формируют сигналы необхо­димой мощности для питания матрицы элементов И. Выходные буферы обеспечивают необходимую нагрузочную способность выходов, разрешают или запрещают выход ПЛМ на внешние шины с по­мощью сигнала ОЕ, а иногда выполняют и более сложные действия. Основными параметрами ПЛМ (рис. 7.1) являются число входов т, число тер­мов I и число выходов п.

Переменные xj. xm подаются через БВх на входы элементов И (конъюнкторов), и в матрице И образуются £ термов. Под термом здесь понимается конъюнкция, связывающая входные переменные, представлен­ные в прямой или инверсной форме. Число формируемых термов равно числу конъюнкторов или, что то же самое, числу выходов матрицы И.

Термы подаются далее на входы матрицы ИЛИ, т. е. на входы дизъюнкто-ров, формирующих выходные функции. Число дизъюнкторов равно числу вырабатываемых функций п.

Таким образом, ПЛМ реализует дизъюнктивную нормальную форму (ДНФ) воспроизводимых функций (двухуровневую логику). ПЛМ способна реализо­вать систему п логических функций от т аргументов, содержащую не более £ термов. Воспроизводимые функции являются комбинациями из любого числа термов, формируемых матрицей И. Какие именно термы будут выра­ботаны и какие комбинации этих термов составят выходные функции, опре­деляется программированием ПЛМ.
59. Принципы аналого-цифрового преобразования. Схемотехника АЦП.
Для передачи аналоговых сигналов по цифровым каналам их необходимо преобразовать в цифровую форму, то есть превратить их в сигналы дискретные по уровню и во времени. Для преобразования аналогового сигнала в цифровой применяют специальные устройства, которые называют аналого-цифровыми преобразователями (АЦП).В основе аналого-цифрового преобразования лежат три операции: дискретизация аналоговой функции во времени, квантование значений аналоговой функции по уровню и кодирование.
60. Цифро-аналоговый преобразователь с матрицей весовых резисторов.

Исходное двоичное число, предназначенное для перевода, помещается в регистр состоящий из сов-ти триггеров, выходное значение которых может принимать две величины, либо 0 либо Е.
Напряжение с выходов триггера подается на ЦАП ч/з усилитель, работающий в режиме сумм.напряжений.
Весовые коэф.вводятся для того, чтобы разделить по уровню входного сигнала разные разрядные значения исходного двоичного числа. Широкого распространения эта схема не получила по причине того, что невозможно обеспечить абсолютно точное соответствие используемых резисторов заявленных в схеме непостоянством величины Uвых триггера.

61. Цифро-аналоговый преобразователь с матрицей лестничного типа.
Широкого распространения эта схема не получила по причине того, что невозможно обеспечить абсолютно точное соответствие используемых резисторов заявленных в схеме непостоянством величины Uвых триггера. Указанные недостатки устраняются ЦАП на R-2R матрицы, т.к. используются сопротивления двух номиналов, а напряжение триггеров изменяет значение только ключей, количественно не влияет на величину выходного напряжения.

62. Однокристальные микропроцессоры, структурная схема ОМ. Основные узлы микропроцессора, их назначение и характеристики.
РК- регистр команд, BCDE — регистры общего назначения,PC- программный счетчик,SP – указатель стека, PA – регистр адреса,РП регистр признаков, БРА – буферный регистр адреса, БРД буферный регистр данных, МД- магистраль данных, МА – магистраль адреса, МУ магистраль управления, А- аккумулятор

АЛУ – комбинационное устройство, имеющие два входных порта и один выходной.

Аккумулятор – главный регистр микропроцессора. Для выполнения любой операции над данными нужно поместить их в аккумулятор
Блок РОН (регистр общего назначения) содержит шесть 8-разрядных регистров, обозначаемых буквами В, С, D, E, H, L, которые могут использоваться как одиночные 8-разрядные регистры, как регистровые 16-разрядные пары
УУ – обеспечивает необходимую послед. Действий мк-а и включает в себя дешифровку команд и формирователь сигналов управления. Программный счетчик следит за тем, какая команда выполняется и какая подлежит дальнейшему выполнению.
Основными узлами ЭВМ являются :

— центральный процессор (ЦП) (ЦП) = (УУ) + (АЛУ)

— оперативная память (ОЗУ)

— постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

— внешняя память (ВЗУ)

— устройства Ввода (УВв)

— устройства Вывода Все устройства ЭВМ подсоединены к единой информационной шине.
63. Разрядно-модульные микропроцессоры. Микропроцессоры с наращиваемой разрядностью шины данных.
Наряду с однокристальными МП широкое применение находят многокристальные секционированные (или их еще называют разрядно-модульные) микропроцессоры (СМП). Для СМП характерны: модульность построения, магистральные связи между модулями и микропрограммное управление. СМП имеют разрядность 2, 4, 8, 16 и изготовляются обычно на основе
технологии биполярных транзисторов.
СЕКЦИОНИРОВАННЫй МП состоит из модуля операционного устройства (ОУ); модуля устройства управления (УУ), содержащего в свою очередь: модуль памяти (обычно это ПЗУ) микрокоманд (ПЗУ МК) и модуль (блок) управления памятью микрокоманд (БУП МК); на входы УУ подаются код операции (КОП) и признаки условий (ПР)
Краткая характеристика основных модулей СМП: модуль операционного устройства (ОУ) предназначен для осуществления обработки данных и адресов. Секционность МП определяет возможность наращивания разрядности обрабатываемых данных или усложнения УУ микропроцессором при параллельном включении большого числа БИС(большая интегральная схема)
Вне зависимости от разрядности ОУ в него входят блоки: арифметических и логических операций, памяти (сверхоперативной) на РОН и местное устройство управления.
Модуль (блок) управления памятью микрокоманд предназначен для приема команды и формирования последовательности адресов для памяти микрокоманд в зависимости от признаков результата, поступающих из ОУ.
Модуль памяти (ПЗУ) микрокоманд предназначен для хранения управляющей информации.
Модуль обмена информацией с устройствами ввода-вывода (УВВ) предназначен для приема и выдачи информации, а также для организации приоритетной обработки информации при работе МП с внешними устройствами (ВУ).
В качестве достоинств СМП по сравнению с однокристальными можно отметить следующие:
-повышенное быстродействие, на практике в 5 . 10 раз; оно достигается за счет увеличения числа БИС и уменьшения степени их интеграции, что позволяет выделить на транзистор большую мощность, а следовательно, получить большее быстродействие
-большую универсальность; если однокристальный МП имеет фиксированный набор команд, то СМП позволяет определить в процессоре свой собственный набор команд и соответствующую архитектуру аппаратных средств с тем, чтобы получить особые воможности или чтобы выполнить задачу с максимальной эффективностью
-возможность построения на базе СМП операционных устройств с распределенной обработкой информации путем введения дополнительных модулей, обеспечивающих аппаратное или микропрограммное выполнение операций типа умножения, деления, индексной арифметики, операций над числами с плавающей запятой и регистровых модулей для хранения информации.

Цифровые счетчики импульсов

Цифровым счетчиком (англ. Counter) импульсов называется устройство, предназначенное для счета числа входных импульсов и фиксирующее это число в двоичном коде.

Счетчики строятся на основе триггеров, поэтому счет импульсов ведется в двоичной системе счисления.

Основными параметрами счетчика являются разрядность п и коэффициент (модуль) счета Ксч. Разрядность п определяется числом двоичных разрядов счетчика, а коэффициент счета Ксч — общим числом комбинаций, которые могут появиться на его выходе.

Максимальное число, которое может зарегистрировать счетчик, определяется выражением Nmax = Ксч — 1, так как в одном из тактов счетчик принимает нулевое состояние.

Классификация. По коэффициенту счета счетчики подразделяются на двоичные, двоично-десятичные и с произвольным коэффициентом счета.

К двоичным относятся счетчики, у которых коэффициент счета определяется соотношением Ксч = 2 п (где п — число разрядов счетчика).

К двоично-десятичным относятся счетчики, у которых коэффициент счета Ксч = 10 1 (где I — число декад в счетчике).

По направлению счета (по характеру производимой арифметической операции) счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные.

Если при поступлении на вход очередного активного уровня сигнала его содержимое увеличивается на единицу, то такой счетчик называется суммирующим, а если уменьшается на единицу — вычитающим.

Реверсивный счетчик допускает в процессе работы переключение из режима суммирования в режим вычитания и наоборот.

По способу подачи счетных импульсов различают счетчики синхронные (параллельные) и асинхронные.

Счетчик называют синхронным, если состояния всех его выходов устанавливаются в определенные моменты времени, определяемые импульсами синхронизации. У асинхронных счетчиков состояния могут устанавливаться с некоторой задержкой друг относительно друга.

По способу передачи сигналов переноса различают счетчики параллельного, сквозного, последовательного и смешанного типов.

Асинхронный суммирующий двоичный счетчик. В суммирующем счетчике поступление на вход очередного импульса вызывает увеличение на единицу хранимого в счетчике числа. В результате в счетчике устанавливается число, которое получается путем суммирования предыдущего значения с единицей. Это суммирование производится по правилам арифметического сложения в двоичной системе счисления.

На рис. 11.35, а приведена схема четырехразрядного асинхронного суммирующего двоичного счетчика.

Счетчик состоит из последовательно соединенных Т-триггеров DD1.. .DD4. Прямой выход Q предыдущего триггера подключен к Т-входу последующего. Для построения четырехразрядного счетчика используется четыре Т-триггера с динамическим управлением по срезу. Входные импульсы подаются на счетный вход первого триггера. Прямые выходы триггеров Q0, Ql5 Q2, Q3 представляют собой выходы счетчика. Каждый выход счетчика представляет собой разряд двоичного кода. Причем выход Q0 является младшим разрядом счетчика, а выход Q3 — старшим. Счет числа входных импульсов ведется в двоичной системе счисления.

Триггеры имеют асинхронные инверсные R-входы предварительной установки, которые объединены и представляют собой общий вход R счетчика.

На рис. 11.35, в приведены временные диаграммы, поясняющие работу асинхронного суммирующего двоичного счетчика.

При установочном сигнале R = 0 все триггеры устанавливаются в исходное состояние (сбрасываются). В результате счетчик будет находиться в состоянии сброса, и на выходах счетчика будем иметь Q3 = = Q2 = Qi = Qo = 0- Это состояние будет длиться сколь угодно долго, пока на входе R присутствует лог.О. В течение всего этого времени счетчик не будет реагировать на входные импульсы.

При установочном сигнале R = 1 происходит работа счетчика, которая заключается в следующем.

Срезом каждого входного импульса переключается первый триггер DD 1. Срезом импульса с выхода Q0 первого триггера DD 1 переключается второй триггер DD2. Срез импульса с выхода Q3 второго триггера DD2 вызывает переключение третьего триггера DD3. И, наконец, срезом импульса с выхода Q2 третьего триггера DD3 переключается четвертый триггер DD4.

Асинхронный суммирующий двоичный счетчик

Рис. 11.35. Асинхронный суммирующий двоичный счетчик:

а — схема; б — условное обозначение; в — временные диаграммы работы

При поступлении среза 16-го импульса счетчик автоматически обнуляется (переполняется), т.е. на его выходах устанавливается Q3 = Q2 = = Qi = Qo = 0.

Из анализа временных диаграмм построим таблицу переходов (табл. 11.22) суммирующего двоичного счетчика.

Из табл. 11.22 видно, что десятичный эквивалент двоичного кода на выходах счетчика представляет собой количество поступивших на его счетный вход импульсов.

Например, при приходе на вход счетчика среза 9-го импульса на его выходах установится двоичный код 1001, десятинный эквивалент которого будет равен подсчитанному количеству импульсов:

Коэффициент счета данного четырехразрядного двоичного счетчика будет равен Ксч = 2 П = 2 4 = 16, а максимальное число, подсчитанных импульсов — iVmax = Ксч — 1 = 16 — 1 = 15.

После записи максимального числа счетчик автоматически обнуляется и при дальнейшем поступлении на вход импульсов начинается новый цикл счета. Следует отметить, что частота повторения выходного сигнала в i-м разряде в 2 г раза меньше частоты входных импульсов (см. рис. 11.35, в). По этой причине суммирующие счетчики часто также применяются в качестве делителей частоты.

Таблица 11.22

Таблица переходов суммирующего двоичного счетчика

Рассмотренный счетчик является асинхронным, так как триггеры срабатывают не одновременно из-за задержек в последовательном распространении сигнала. На временных диаграммах (см. рис. 11.35, в) эти задержки не показаны.

Такие счетчики часто называют счетчиками с последовательным переносом.

На рис. 11.35, б изображено условное обозначение четырехразрядного суммирующего двоичного счетчика.

Вверху основного поля изображено обозначение СТ2, указывающее на то, что это устройство — двоичный счетчик. Счетчик имеет один счетный вход С с динамическим управлением_по срезу и асинхронный инверсный вход предварительной установки R с активным логическим уровнем лог.О. Счетчик — четырехразрядный, так как имеет четыре выхода, обозначенные цифрами 1, 2, 4, 8, представляющими весовые коэффициенты разрядов двоичного кода. На выходах счетчика нет инверсий (кружочков), следовательно, его выходы — прямые.

Асинхронные суммирующие двоичные счетчики входят в состав некоторых ИМС, например, четырехразрядный двоичный счетчик КР1533ИЕ5.

Асинхронный суммирующий двоично-десятичный счетчик. Двоично-десятичным (десятичным) счетчиком называется счетчик с коэффициентом счета Ксч = 10.

Схему двоично-десятичного счетчика можно получить введением в двоичный счетчик дополнительных логических связей, обеспечивающих его работу в соответствии с двоично-десятичным кодом (bcd- кодом).

На рис. 11.36, а приведена схема асинхронного суммирующего двоично-десятичного счетчика.

Схема состоит из двоичного счетчика на Т-триггерах DD1. DD4 (см. рис. 11.36, а) и ЛЭ «И» на DD5 и «ИЛИ-HE» на DD6, обеспечивающих дополнительные логические связи. Входы ЛЭ «И» на DD5 подключены к выходам триггеров на DD2 и DD4, т.е. к выходам счетчика Q2 и Q3 соответственно. Один вход ЛЭ «ИЛИ-HE» на DD6 подключен к выходу ЛЭ DD5, а другой — является внешним входом установки R. При этом выход ЛЭ DD6 соединен с входами R предварительной установки всех триггеров.

На рис. 11.36, в приведены временные диаграммы, поясняющие работу асинхронного суммирующего двоично-десятичного счетчика.

При установочном сигнале R = 0 все триггеры устанавливаются в исходное состояние (сбрасываются) и на выходах счетчика устанавливается Q3 = Q2 = Qi = Qo = 0. В течение всего этого времени счетчик не будет реагировать на входные импульсы.

При установочном сигнале R = 1 происходит работа счетчика, которая заключается в следующем. До прихода на вход счетчика 10-го импульса (среза) счетчик работает как асинхронный суммирующий двоичный счетчик (см. рис. 11.36, в). При поступлении на его вход среза 10-го импульса выходы устанавливаются в состояние Q3 = 1, Q2 = О, Qx = 1, Q0 = 0, что соответствует двоичному коду 1010. Лог.1 на выходах Q3 и Qx поступают на входы ЛЭ DD5 и устанавливают на его выходе также лог.1. Лог.1 с выхода ЛЭ DD5 поступает на один из входов ЛЭ DD6, что приводит к появлению на его выходе лог.О, который является активным для входов предварительной установки R Т-триггеров DD1. DD4. В результате триггеры сбрасываются, и на выходах счетчика устанавливается

Q.3 = Q2 = Qi = Qo = О-

Таким образом, при поступлении среза 10-го импульса появление лог.1 на выходе Qj совместно с лог.1 выходе Q3 приводит к обнулению счетчика, т.е. на выходах устанавливается Q3 = Q2 = Qi = Qo = 0.

Счетчик также можно сбросить внешним сигналом лог.1 на входе R, появление которого на входе ЛЭ DD6 приводит к появлению на его выходе лог.О и сбросу триггеров.

Puc. 11.36. Асинхронный суммирующий двоично-десятичный счетчик:

а — схема; б — условное обозначение; в — временные диаграммы работы

Из анализа временных диаграмм построим таблицу переходов (табл. 11.23) суммирующего двоичного счетчика.

Из табл. 11.23 видно, что десятичный эквивалент двоичного кода на выходах счетчика представляет собой количество поступивших на его счетный вход импульсов.

Коэффициент счета данного двоично-десятичного счетчика в соответствии с количеством состояний его выходов будет равен Ксч = 10, а максимальное число, подсчитанных импульсов — IVmax= Ксч — 1 = 10 — -1 = 9.

После записи максимального числа счетчик автоматически обнуляется и при дальнейшем поступлении на вход импульсов начинается новый цикл счета.

Рассмотренный счетчик, также как предыдущий двоичный, является асинхронным. На временных диаграммах (рис. 11.36, в) не учтены задержки в распространении сигнала.

На рис. 11.36, б изображено условное обозначение четырехразрядного суммирующего двоичного счетчика.

Вверху основного поля изображено обозначение СТ2/10, указывающее на то, что это устройство — двоично-десятичный счетчик. Счетчик имеет один счетный вход С с динамическим управлением по срезу и асинхронный прямой вход предварительной установки R с активным логическим уровнем лог.1. Счетчик — четырехразрядный, так как имеет четыре выхода, обозначенные цифрами 1, 2, 4, 8, представляющими весовые коэффициенты разрядов двоичного кода. На выходах счетчика нет инверсий (кружочков), следовательно, его выходы — прямые.

Двоично-десятичные счетчики

Двоично-десятичные счетчики реализуют счет импульсов в десятичной системе счисления, причем каждая десятичная цифра от нуля до девяти кодируется четы­рехразрядным двоичным кодом (тетрадой). Эти счетчики часто называют десятич­ными или декадными, поскольку они работают с модулем счета, кратным десяти.

Многоразрядный двоично-десятичный счетчик строится на основе регулярной цепочки декад, при этом первая (младшая) декада имеет вес 10°, вторая — 10 1 , тре­тья —10 2 и т.д.

Декада строится на основе четырехразрядного двоичного счетчика, в котором исключается избыточное число состояний. Исключение лишних шести состояний в декаде достигается многими способами:

• предварительной записью числа 6 (двоичный код 0110); после счета девя­того импульса выходной код равен 1111 и десятичный сигнал возвращает счетчик в исходное состояние 0110. Таким образом, здесь результат счета фиксируется двоичным кодом с избытком 6;

• блокировкой переносов: счет импульсов до девяти осуществляется в дво­ичном коде, после чего включаются логические связи блокировки перено­сов; с поступлением десятого импульса счетчик заканчивает цикл работы и возвращается в начальное нулевое состояние;

• введением обратных связей, которые обеспечивают счет в двоичном коде и принудительное переключение счетчика в нулевое начальное состояние после поступления десятого импульса.

Схема синхронного десятичного счетчика с блокировкой переносов показана на рис. 5.20.

Рисунок 5.20-Схема десятичного счетчика на JK-триггерах

В этой схеме С-входы используются как счетные. С приходом десятого импуль­са на С-вход младшего разряда JK-триггера обнуляются первый и четвертый разря­ды и сигналом с выхода Q4 блокируют переключения второго и третьего разряда. Схема суммирующего счетчика с обратными связями (один разряд) показана на рис. 5.21.

Рисунок 5.21-Схема десятичного суммирующего счетчика cобратными связями

После сброса в нулевое начальное состояние на счетный вход первого тригге­ра поступают суммируемые импульсы U + . Сигналы переноса в старшие разряды формируются обычным асинхронным способом. Счет до девяти ведется в двоичном коде.

После прихода десятого входного импульса обратная связь на основе схемы совпадения вырабатывает сигнал P=U + Q4Q3Q2Ql, который является переносом для старшей декады и одновременно переключает счетчик в нулевое состояние.

Далее цикл работы счетчика повторяется.

Схема пятиразрядного суммирующего двоично-десятичного счетчика показана на рис. 5.22.

Рисунок 5.22-Схема пятиразрядного суммирующего двоично-десятичного счетчика

Модуль данного счетчика составляет Ксч = 10 5 = 100000, емкость счета AU = Ксч — 1= 99999.

Выходы триггеров каждой декады подключаются ко входам дешифраторов, ко­торые обеспечивают визуальную индикацию состояния счетчика с помощью разного рода световых табло.

Что такое двоично десятичный счетчик

Двоично-десятичный счетчик

Есть счетчики, в которых имеются десятичные дешифраторы, такие счетчики называются ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫМИ. Для экспериментов с двоично-десятичным счетчиком нам понадобится модуль с двоично-десятичным счетчиком (рис. 1). У данного счетчика есть три входа и десять выходов. Вход R служит для обнуления (при этом, на выходе 0 будет единица, а на всех остальных выходах — нули).

Входы CN и СР -для приема импульсов, которые нужно считать. При этом, чтобы счетчик считал импульсы, поступающие на СР, на входе CN должна быть единица (иначе считать не будет), а чтобы считать импульсы на CN нужно чтобы на СР был ноль. Таким образом, остановить счет импульсов со входа СР можно подав на CN ноль. А остановить счет импульсов со входа CN можно подав единицу на СР.

Номер выхода счетчика, на котором есть единица соответствует числу сосчитанных импульсов. Например, если импульсов не было, — единица на выходе 0, а если поступило, допустим, 7 импульсов, то единица будет на выходе 7. В любой момент времени единица может быть только на одном из выходов двоично-десятичного счетчика.

Для практического изучения двоично-десятичного счетчика можно собрать схему по рисунку 2. Она состоит из мультивибратора на инверторах микросхемы D1, двоично-десятичного счетчика D2 и индикатора на VT1. Светодиод HL3 загорается когда от мультивибратора на вход CN счетчика поступает единица. Он все время мигает. Кнопка S1 служит для подачи на вход СР логической единицы. Кнопка S2 — для подачи единицы на вход R. Ключ на транзисторе VT1, мы будем подключать к разным выходам счетчика перестановкой одного провода (так и обозначен — провод). Если на выходе, к которому подключен этот провод единица, — светодиод HL4 горит.

И так, установим счетчик в ноль, для этого нажмем кнопку S2. Пока держим S2 нажатой на всех выходах счетчика — нули, кроме выхода 0. При отпускании S2 счетчик начинает считать. После первой вспышки HL3 на выходе 0 установится ноль, но на выходе 1 будет единица. После второй вспышки HL3 единица уже будет на выходе 2 . И так далее, после девятой вспышки — единица на выходе 9. Затем, по приходу 10-го импульса счетчик вернется в нулевое положение и счет начнется снова.

Рис.3
Двоично-десятичный счетчик

На основе двоично-десятичного счетчика можно сделать такую игру — угадайку (рис.З.). У вас кнопка S1 и еще десять кнопок, пронумерованных от 0 до 9. Нажимаете кнопку S1 и через некоторое время (по вашему усмотрению) отпускаете. А затем вы должны угадать число, в которое установился счетчик, — от 0 до 9, нажав, соответственно одну из кнопок «0» . «9». Если угадали правильно, — загорится светодиод HL2.

В основе схемы простейший генератор случайных чисел. Работает он так: мультивибратор на D1 генерирует импульсы относительно высокой частоты — примерно 15 кГц. Это значит, что когда вы держите кнопку S1 нажатой, состояние счетчика D2 изменяется от 0 до 9 1500 раз в секунду. Поэтому, «жульничать» совершенно невозможно. После каждого нажатия и отпускания S1 счетчик может оказаться в любом состоянии.

Рис.4А и 4Б
Двоично-десятичный счетчик

Широко применяются двоично-десятичные счетчики с выходом на семисегментный цифровой индикатор. Такой счетчик, если к нему подключить индикатор, покажет вам результат в виде изображения цифры. На рисунке 4А показан модуль с двоичнодесятичным счетчиком, с выходом на индикатор, а на рисунке 4Б — модуль индикатора цифры от 0 до 9.

У данного счетчика есть всего два входа и семь выходов. Вход R служит для обнуления, когда на него поступает единица счетчик сбрасывается и подключенный к его выходам индикатор показывает «0». На вход С поступают импульсы, которые счетчик считает. Внутренний дешифратор счетчика преобразует двоичный код его выходов в набор уровней для управления цифровым индикатором, состоящим из семи светодиодных сегментов.

Для практического изучения двоично-десятичного счетчика с выходом на семисегментный индикатор можно собрать схему, показанную на рисунке 5.
Схема очень похожа на схему на рисунке 2, но отличается другим модулем счетчика, а так же, наличием цифрового индикатора Н1 вместо контрольного устройства на транзисторе и светодиоде. Светодиод HL1 загорается когда от мультивибратора на вход счетчика поступает единица. Он все время мигает. Кнопка S1 служит для обнуления.

Рис.5
Двоично-десятичный счетчик

И так, нажимаем кнопку S1, — на вход R счетчика D2 поступает единица (о чем говорит зажигание HL2). Счетчик переходит в нулевое состояние и удерживается в нем пока S1 нажата. На индикаторе Н1 светится цифра «0». После отпускания S1 счетчик начинает считать импульсы и на индикаторе цифры меняются по возрастанию, а затем, после «9» снова на «0» и далее все повторяется.

Рис.6
Двоично-десятичный счетчик

На рисунке 6 показана схема еще одной игрушки на основе генератора случайных чисел. Это подобие игрального кубика, но позиций не шесть — от 1 до 6, а десять, — от 0 до 9. Когда кнопка S1 не нажата её нормально замкнутые контакты блокируют мультивибратор на D1, не давая ему работать. Но стоит нажать кнопку, как мультивибратор запускается. Частота импульсов достаточно высокая, и цифры на индикаторе будут сменяться так быстро, что различить их будет невозможно (примерно 15000 смен цифры в секунду).

Как только вы отпустите кнопку S1, мультивибратор снова заблокируется и счет импульсов прекратится. А на индикаторе будет видно последнее число, в которое установился счетчик до того как мультивибратор был заблокирован.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *