Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Несимметричные триггеры (Триггеры Шмита)



Uвх
Uвых
2,4
0,4
0,8
1,6

 

Триггер Шмидта на транзисторах.

Нужен для ускорения сигнала.

&
Для ТТЛ : ТЛ1 ТЛ2 ТЛ3
Для КМОП: ТЛ1

ТЛ2 – шесть двухвходовых

ТЛ3 (ТЛ1 654 серии) – четыре двухвходовых

Эти триггеры также обладают двумя устойчивыми состояниями, смена которых происходит скачкообразно под действием входных сигналов, основу несимметричных триггеров, как и симметричных составляет двухкаскадный УПТ охваченный ПОС.

Они не обладают памятью, и используются не для обработки и хранения информации, а в качеств пороговых устройств и формирователей прямоугольных импульсов из сигналов произвольной формы.

Особенно полезны при установке их на входе устройств при медленно изменяющихся и зашумленных входных сигналов.

Могут выполняться на свободных логических элементах, в этом случае оказывается возможным регулировать напряжение вкл. и выкл., а также ширину петли гистерезиса(для ТТЛ – в небольших пределах).

Триггер Шмидта на логических элементах:

 

Uп
R2
R1

  КМОП ТТЛ
R1 (10 50)k (200 500)k
R2 (0,1 1)k (2,2 3,3)k

 

 

 

Счетчики импульсов. Двоичные счетчики и счетчики с произвольным коэффициентом счета. Принцип действия, структурные и принципиальные схемы, временные диаграммы работы счетчиков, их основные параметры. Разновидности счетчиков, особенности использования счетчиков при создании цифровых систем управления.

 

Счетчиком называется устройство, сигналы на выходе которого в определенном коде отображают число импульсов, поступивших на счетный вход. Счетчик, образованный цепочкой из m триггеров может подсчитать в двоичном коде импульсов. Каждый из триггеров называется разрядом счетчика. Число называется коэффициентом или модулем счета.

Информация может сниматься с прямых и инверсных выходов триггеров. Когда число входных импульсов , то при n входа равном Kсч происходит переполнение, счетчик возвращается в нулевое состояние и повторяет цикл. Каждый разряд счетчика делит частоту входных импульсов пополам. Для периодических сигналов .

Коэффициент счета называют коэффициентом деления, следовательно каждый счетчик может использоваться как делитель частоты.

Обозначения:

СТ 2 – двоичный

СТ10 – двоично-десятичный

СТ2/10 – переключающийся

Основные параметры: емкость и быстродействие. Емкость численно равна коэффициенту счета и характеризует число импульсов, доступных счету за 1 цикл. Быстродействие определяется двумя параметрами: разрешающей способностью и временем установления.

Под разрешающей способностью подразумевают минимальное время между двумя сигналами, при которых еще не возникают сбои в работе tразр.сч.

Время установления кода tуст равно времени между моментом поступления входного сигнала и переходом счетчика в новое состояние.

Счетчики классифицируются следующим образом:

1) по модулю счета:

· двоичные

· двоично-десятичные

· с произвольным фиксированным модулем счета

· с переменным модулем

2) по направлению счета:

· суммирующие

· вычитающие

· реверсивные

3) по способу организации внутренних связей

· с последовательным переносом (асинхронные)

· с параллельным переносом (синхронные)

· с комбинированным переносом

· кольцевые

Классификационные признаки независимы и могут встречаться в разных комбинациях.

Число, записанное в счетчик, определяется по формуле:

где m – номер триггера,

Q – может принимать значение «1» и «0»,

– вес младшего разряда.

Введением дополнительных логических связей (обратных и прямых) счетчики могут быть обращены в недвоичные, для которых . Например, двоично-десятичные с Ксч=10 (двоичный по коду счета, десятичный по числу состояний). Организуется из 4-х разрядных двоичных путем исключения избыточных состояний за счет введения дополнительных связей. Когда счетчик используется в качестве делителя, направление счета роли не играет.

Счетчики с последовательным переносом представляют собой цепочку триггеров, в которых импульсы, подлежащие счету, поступают на вход 1-го триггера, а сигнал переноса передается последовательно от одного разряда к другому.

Достоинства: простота схемы и увеличение разрядности.

Недостатки: низкое быстродействие из-за последовательного принципа работы.

Счетчики с параллельным переносом.

У них счетные импульсы подаются одновременно на все тактовые входы, а каждый из триггеров цепочки служит по отношению к последующему только источником информационных сигналов. Срабатывание триггеров параллельного счетчика происходит синхронно, а задержка переключения всего счетчика равна задержке одно триггера.

В счетчике с параллельно-последовательным переносомтриггеры соединены в группы так, что отдельные группы образуют счетчики с параллельным переносом внутри группы, а группы соединяются в счетчик с последовательным переносом. Общий коэффициент счета равен произведению коэффициентов счета всех групп.

 

42.Счетчики ТТЛ с последовательным переносом

Суммирующие счетчики-делители с последовательным переносом типа К155ИЕ2, К155ИЕ4 и К155ИЕ5 близки по логическим структурам и принципу действия. Они состоят из четырех одинаковых JK-триггеров, используемых в зави­симости от внутренней структуры микросхемы по прямо­му назначению либо как T-триггеры. Опрокидывание триг­геров происходит по отрицательным перепадам (от 1 к 0) входных сигналов. Триггеры включены двумя секциями. Три триггера соединены в последовательную цепочку, чет­вертый — выполнен самостоятельным. Такая структура позволяет использовать секцию раздельно, а также по-разному включать их между собой.

Помимо триггеров, в схемы входят логические элемен­ты с самостоятельными входами. С помощью логических элементов осуществляется одновременная установка всех триггеров в определенное состояние, а также остановка счета.

В микросхеме К155ИЕ5 цепочка из трех триггеров (DD2—DD4) образует счетчик-делитель на 8. При последовательном включении всех триггеров (выход Q1 соединяется с входом T2) получается счетчик-де­литель в коде 8421 с коэф­фициентом счета (деления) до 16.

Логический элемент DD5 обеспечивает одновремен­ную принудительную уста­новку триггеров в нулевое состояние и прекращение счета на время действия уп­равляющего сигнала.

Путем определенных соединений входных (T1, Т2, R01, R02) и выходных (Ql, Q2, Q3, Q4) выво­дов можно обеспечить различные коэффициенты счета (деления), меньшие 16. Рассмотренный выше метод проектирования по­следовательных счетчи­ков-делителей полностью применим и к этой микросхеме. Поскольку логический эле­мент DD5 — двухвходовый, с его помощью могут быть ор­ганизованы такие коэффициенты счета (деления), которые в двоичном коде содержат две единицы: 310=0112; 510 = 1012; 610=1102; 910=10012;

1010= 10102; 1210=11002.

Для других коэффициентов счета (деления) двух вхо­дов логического элемента недостаточно. Добавив еще одну микросхему — логический расширитель по И — можно обес­печить и другие коэффициенты деления: 7, 11, 13, 14 и 15.

Когда счетчик используется в качестве делителя часто­ты, то, немного усложнив схему, можно получать на выхо­де кратковременные импульсы вместо обычного перепада напряжения. Установка нуля счетчика проис­ходит в этом случае через триггер DD4, DD5. С приходом следующего входного импульса триггер возвращается в исходное состояние. Сигналы на выходах триггера по дли­тельности равны входным.

Последовательным соединением нескольких делителей можно увеличить общий коэффициент деления, который будет равен произведению отдельных Kдел.

 

ИЕ4 (ИЕ5)

С1
Q1
Q2
Q3
Q4

 

ИЕ4

Микросхема К155ИЕ4 отличается от рас­смотренной тем, что триггеры DD2 и DD3 охвачены цепью обратной связи, за счет которой их общий модуль счета равен 3. Цепочка DD2—DD4 образует, таким образом, счетчик-делитель с модулем Ксч=6, а при совместном включении ее с триггером DDI — счетчик-де­литель с модулем Ксч=12.

Эти счетчики применяются преимущественно в прибо­рах измерения времени.

Когда обе секции включаются с триггером DDI на вхо­де, счетчик работает в коде 6421 («вес» сигналов на вы­ходах Q4, Q3, Q2, Q1); если DD2 служит входным тригге­ром, a DDI — выходным, то сигналы на выходах Ql, Q4, Q3 и Q2 формируются согласно коду 6321.

Изменить коэффициент пересчета возможно с помощью R(S)-входов.

ИЕ2

Микросхема К155ИЕ2 представляет собой двоично-десятичный счетчик. Здесь триггеры DD2—DD4 образуют счетчик-делитель с модулем счета Ксч =5. При последовательном соединении обеих секций микросхема работает как десятичный (децималь­ный) счетчик. Еще одна особенность микросхемы — нали­чие второго логического элемента, DD5, при помощи ко­торого счетчик можно устанавливать в состояние, соответ­ствующее числу 9 в двоичном коде (Q4 =Ql = l; Q3=Q2=0).

Второй логический элемент придает дополнительную гибкость счетчику, позволяя, например, переходить в состояние 9 (1001), минуя промежуточные числа. При этом обеспечивается повышенное быстродействие при переходе от состояния 1001 к 0000, так как триггеры DDI и DD4 ра­ботают синхронно и задержка переключения равна задер­жке одного триггера. Логический элемент DD6 служит для установки в нулевое состояние и действует, как в двух рассмотренных выше микросхемах. Поскольку логические элементы формируют различные состояния счетчика, их одновременное включение недопустимо.

При последовательном соединение (Q1 к С2) схема работает как 10-ый счетчик в коде 8-4-2-1, но на выходе не получается меандр.

Если Т1 включен последним, счетчик работает в коде 5-4-2-1 и на выходе будет меандр.

 

 

43.Счетчик ТТЛ с параллельным переносом

  D1 D2 D3 D4 V1   C V2 V3   R
P
CT10
P
CT2
  D1 D2 D3 D4 V1   C V2 V3   R
ИЕ9
ИЕ10

Двоично-десятичный суммирующий счетчик с параллельным переносом типа К155ИЕ9 отличается от рассмот­ренных ранее счетчиков с последовательным переносом бо­лее высоким быстродействием, а также некоторыми функ­циональными особенностями.

 

Помимо счетного входа Т и входа установки нуля R микросхема имеет четыре входа Dl, D2, D4, D8 для зада­ния счетчику желаемого состояния от 0 до 9, минуя вход Т (так называемая предварительная установка), вход VI вво­да в счетчик информации со входов D1, D2, D4, D8, вход разрешения счета V2, разрешения переноса V3, прямые выходы от разрядов счетчика Ql, Q2, Q4, Q8, а также вы­ход переноса Р.

Нормальный счет (без ввода информации со входов Dl, D2, D4, D8) происходит при V1 = V2=V3=R=>1, ког­да входные импульсы поступают на вход Т. Состояния вы­ходов Ql, Q2, Q4, Q8 при этом будут изменяться в двоич­но-десятичном коде от 0 до 9. Смена состояний происходит по фронту 0,1 счетных импульсов (за счет инвертора на входе). Синхронное переключение триггеров предотвраща­ет ложные импульсы, обусловленные временными задерж­ками.

На выходе переноса Р импульс U1 формируется с 9-м входным импульсом (т.е. при Q4=Q1= 1 и Q3=Q2==0). По длительности он равен сигналу Q1=l (без учета за­держки во внутренних элементах). Этот импульс исполь­зуется при каскадировании (наращивании) счетчиков, а также при использовании их в качестве делителей. Вход V3 является разрешающим по отношению к выходу Р.

Сигнал V2=0 прерывает счет. Информация на выходах Ql, Q2, Q4, Q8 при этом сохраняется.

Вход R обладает приоритетом по отношению ко всем остальным входам. Установка нулевого состояния Q1=Q2=Q3=Q4=0 обеспечивается сигналом R=0.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.