Особенности счетчиков с последовательным переносом

Счетчиком называется последовательностное устройство, имеющее несколько состояний, причем данное состояние счетчика определяется предыдущим его состоянием и значением логической переменной на входе.

Рассмотрим разные виды счетчиков:

Счетчики с последовательным переносом В суммирующем счетчике с последовательным переносом каждый входной импульс увеличивает значение двоичного числа, записанного в счетчик, на единицу. Работает такой счетчик согласно следующему правилу :

шестнадцатеричный счетчик индикация

Таблица истинности для счетчика Рис.

Рис.

Основным недостатком счетчиков с последовательным переносом является низкое быстродействие, что обусловлено последовательной работой триггеров. От этого недостатка свободны счетчики с параллельным переносом. В таких счетчиках входной сигнал может воздействовать на все триггеры счетчика одновременно, и каждый предыдущий триггер вырабатывает управляющие сигналы для всех последующих.

Поэтому будем использовать счетчик с параллельным переносом.

Счетчик с параллельным переносом.

Рисунок 2: суммирующий 3-разрядный (m = 3) счетчик с параллельным переносом работающий в бинарном коде.

У бинарного кода есть один недостаток: при переключении одновременно нескольких элементов создаются токовые импульсы в электрических цепях питания схемы, которые могут вызвать сбои в работе схемы. Код Грея лишен данного недостатка, потому что при переходе от любой кодовой комбинации к следующей изменяется только один разряд.

Поэтому будем строить счетчик с параллельным переносом, работающим в коде грея.

Рисунок 3: Шестнадцатеричный счетчик, с параллельным переносом работающий в коде грея:

На рисунке 3 введены обозначения:

In — входной сигнал

b0,b1,b2,b3 — выходные биты шестнадцатеричного числа.

nb0,nb1,nb2,nb3 — инвертированные выходные биты.

В счетчике использованы JKтриггеры модель 7472 в программе MicroCap9.

Таблица истинности для счетчика:

Переходные характеристики счетчика:

Рис.

Расчет преобразователя кода грея в семи сегментный код. Для того чтобы отображать результат счетчика на семи сегментном индикаторе нам необходимо создать преобразователь кода грея получаемого на выходе счетчика в семи сегментный код.

Составим таблицу истинности для преобразователя:

Таблица Рис. Семи сегментный индикатор Рассчитаем каждую функцию (A, B, C, D, E, F, G) с помощью карт Карно.

Рис.

Составим и смоделируем функции по карте Карно:

Для удобства обозначим: ?b0=nb0; ?b1=nb1; ?b2=nb2; ?b3=nb3

1) A=(b3+b2+b1+nb0)(nb3+b2+nb1+nb0)(nb2+nb1+b0)

Рис.

2) B=(nb3+b2+b1)(b3+nb2+nb0)(nb3+nb1+b0)

Рис.

3)C=(nb3+b2+b1)(b3+b2+nb1+nb0)(b3+b2+b0)

Рис.

4)D=(b3+nb2+b0)(b3+b2+b1+nb0)(nb3+nb2+nb1+nb0)(nb3+b2+b1+b0)

Рис.

5)E=(b3+b2+b1+nb0)(nb3+nb2+b1+nb0)(b3+nb2+b0)(b3+nb2+nb1)(b3+nb1+b0)

Рис.

6)F=(b3+nb2+b1+b0)(b3+b2+nb0)(b3+b2+nb1)(b2+nb1+nb0)

Рис.

7)G=(nb3+b2+nb1+b0)(b3+b2+b1)(b3+b1+b0)

Рис.

Переходные характеристики полученного устройства:

Рис.

Список использованной литературы

1.В. Д. Бунтов, С. Б. Макаров «Микропроцессорные системы. Часть I. Цифровые устройства»

2.Угрюмов Е. П. «Цифровая схемотехника»

3.М. А. Амелина С.А. Амелин «Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap8»