Реферати

Реферат: Загальні відомості про лічильники

Бухгалтерський облік на підприємствах малого бізнесу. Федеральне агентство по утворенню ГОУ ВПО Санкт-Петербургский державний університет сервісу й економіки _____

Аналіз і оцінка показників рентабельності господарської діяльності торгового підприємства. Зміст Стр. Уведення 2 1. Поняття система показників рентабельності господарської діяльності підприємства. 1.1. Поняття рентабельності, її види. 4

Здоров'я і здоровий спосіб життя як цільові параметри соціальної роботи. ВВЕДЕННЯ Ідея здорового способу життя (ЗОЖ) являє собою концепцію соціальної політики, засновану на визнанні високої соціальної значимості здоров'я, відповідальності за його збереження з боку держави, індивіда, соціальної групи і суспільства в цілому.

Облік основних засобів 6. Федеральне Агентство по Утворенню Державна освітня установа вищого професійного утворення Томський Політехнічний Університет

Товарні угоди. Зміст 1. Зміст поняття "товарна угода". Правила висновки і виконання торгових угод. 2 2. Комісійні й агентські фірми. Їхні торгово-посередницькі операції. 6

Лічильники відносяться до функціональних вузлів последовательностного типу, логічний стан яких визначається послідовністю надходження вхідних сигналів. Лічильники застосовуються в різних цифрових пристроях. Призначення лічильника очевидне: це підрахунок числа деяких подій або тимчасових інтервалів, або упорядкування подій в хронологічній послідовності. Лічильники можуть виконувати і інші функції, наприклад, їх можна використати для адресації, як дільники частоти і елементи пам'яті.

Лічильник характеризуються раніше всегомодулем рахунку (ємністю) М. Он переходить при надходженні вхідних сигналів з стану в стан, після кожних М сигналів повертаючись на початок циклу. Лічильники класифікують по значенню модуля, напряму рахунку, способу організації межразрядних зв'язків, за способом подачі тактового імпульсу.

По значенню модуля счетаразличают двійкові (М=2n), двійково-кодовані (з довільним модулем, але кодуванням станів двійковими кодами), лічильники з одинарним кодуванням і інш.

У напрямі счетасчетчики ділять на підсумовуючі (прямого рахунку), що віднімають (зворотного рахунку) і реверсивних (із зміною напряму рахунку).

За способом організації межразрядних связейразличают лічильники з послідовним, паралельним і комбінованими перенесеннями. Паралельні лічильники називають синхронними, а послідовні - асинхронними.

Цифрову схему, що виконує функцію рахунку, можна зібрати з тригерів. Розглянемо деякі схеми лічильників.

Лічильники з крізним перенесенням

Процедура двійкового і десятеричного рахунку показана в табл. 13.1. Іспользуя4двоїчних розряду (D, З, BиA) можна вважати от0000до1111(от0до15в десятеричній системі). СтолбецАсоответствуєт самому молодшому розряду, а столбецDсамому старшому розряду. Якщо потрібен лічильник, який вважає от0000до1111(в двійковій системі), у нього повинне бить16различних вихідних станів, т. е. потрібен лічильник з модулем16. На мал. 13.1 показана схема лічильника по модулю16, складена из4JK-тригерів. КаждийJK-тригер працює в режимі перемикання (J=K=1). Нехай в початковий момент стан виходів лічильника відповідає двійковому числу0000(лічильник обчищений). При надходженні тактового импульса1на синхронізуючий вхід (З) триггераT1етот тригер перемикається (при проходженні зрізу імпульсу) і на індикаторі з'являється двійкове число0001. Тактовий импульс2возвращает триггерT1в початкове состояние0(Q=0), що в свою чергу приводить до перемикання триггераT2в состояние1(Q=1). На індикаторі з'явиться число0010. Рахунок продовжується: зріз сигналу на виході кожного тригера запускає наступний тригер.

Таблиця 13.1.

Таблиця двійкового і десятеричного рахунку

Ріс.13.1. Схема лічильника по модулю16

З табл. 13.1 видно, що цифри (1или0) в столбцеАизменяется на кожному кроці рахунку, т. е. триггерT1переключается з приходом кожного нового тактового імпульсу. З столбцаВвидно, що триггерT2переключается в два рази рідше за триггераT1. Кожний більш старший розряд «перемикається» в2раза рідше попереднього.

На мал. 13.2 показані тимчасові діаграми при роботі лічильника в процесі рахунку до10(двійкове число1010).

Ріс.13.2. Тимчасові діаграми роботи лічильника по модулю16

Синхронізуючому входу состветствует верхня діаграма. Діаграми для виходовQтриггеровT1, T2, T3, T4приведени нижче. Під діаграмами вказані двійкові числа, відповідні різним станам лічильника. З мал. 13.2 видно, що тактові імпульси запускають тільки триггерT1, триггерT1запускает триггерT2, триггерT2запускает триггерT3и т. д. Кожний тригер впливає тільки на один (наступний за ним тригер), тому для перемикання всіх тригерів необхідний деякий час. Наприклад, на импульсе8(мал. 13.2) тактовий імпульс запускає триггерT1, спричиняючи його перемикання в состояние0. Це в свою чергу приводить до перемикання триггераT2из состояния1в состояние0. Потім точне також переключаетсяT3. У момент установки на виходеQтриггераT3уровня логического0запускается триггерT4, який перемикається з состояния0в состояние1. Таким чином, зміна станів послідовно розповсюджується по ланцюжку тригерів. Лічильник, що Розглядається називаютсчетчиком з крізним перенесенням. Крім цього даний лічильник можна назватьасинхронним, оскільки попередній тригер виробляє для подальшого тактові імпульси. У напрямі рахунку лічильник, зображений на мал. 13.1 є підсумовуючим (прямого рахунку).

Асинхронні лічильники по модулю10

Лічильник по модулю10считает от0000до1001(от0до9в десятеричній системі), т. е. до межі в табл. 13.1. Для побудови такого лічильника трьох тригерів недостатньо (10 > 23), тому він содержит4триггера, але має зворотні зв'язки, що зупиняють рахунок при коде9=1001. На мал. 13.3 показана схема лічильника по модулю10, в яку кроме4триггеров включений логічний елемент І-НЕ, для установки всіх тригерів в нульовий стан (очищення лічильника) з приходом десятого імпульсу.

Ріс.13.3. Схема асинхронного лічильника по модулю10

Розглянемо принцип роботи даної схеми (мал. 13.3). З табл. 13.1 видно, що за числом1001следует1010(10в десятеричній системі). При подачі логической1, що міститься в розрядах двійок і вісімок двійкового числа1010, на входи елемента І-НЕ, цей елемент подасть логический0на входиRчетирех тригерів. Таким чином, всі тригери встановляться в состояние0и лічильник знов починає вважати от0000до1010. Подібне використання логічного елемента І-НЕ дозволяє створити лічильники з деякими іншими значеннями модуля. Лічильник, зображений на мал. 13.3 називають також декадним (десятеричним) лічильником.

Синхронні лічильники

В синхронних лічильниках всі тригери отримують тактовий імпульс одночасно, оскільки тактові входи їх сполучаються паралельно. Такі тригери перемикаються практично одночасно. У асинхронних лічильниках кожний тригер вносить в процес рахунку певну затримку, тому молодші розряди результуючого коду з'являються на виходах тригерів не одночасно, т. е. несинхронно з відповідним тактовим імпульсом. Наприклад, для четирехразрядного асинхронного лічильника код1111появится на виходах тригерів вже після того, як поступить шістнадцятий тактовий імпульс. Код1111сформіруєтся не одночасне.

Розглянемо схему3-розрядного лічильника по модулю8(мал. 13.4). Все синхронізуючі входи тригерів (З) сполучені паралельно, тактові імпульси поступають безпосередньо на синхронізуючий вхід кожного тригера.

Ріс.13.4. Схема синхронного лічильника по модулю8

Послідовність двійкових чисел, прохідна лічильником за один цикл рахунку (рахункова послідовність) приведена в табл. 13.2.

Таблиця 13.2.

Рахункова послідовність імпульсів

Розглянемо принцип роботи даного лічильника протягом одного циклу рахунку. На кожному кроці циклу вхідний імпульс поступає на синхронізуючий вхід кожного тригера.

Імпульс1- строка2табл.13.2. Перемикається тільки триггерT1, оскільки тільки у нього на входахJиKдействует рівень логической1.T1переходит з состояния0в состояние1.

Результат: на виході счетчика001.

Імпульс2- строка3. Перемикаються два триггераT1иT2, оскільки на входахJиKетих тригерів діє рівень логической1.T1переходит з состояния1в состояние0, T2- з состояния0в состояние1.

Результат: на виходе010.

Імпульс3- строка4. Перемикається тільки один тригер.T1переходит з состояния0в состояние1.T2не перемикається, оскільки на входахJиKдействует рівень логического0.

Результат: на виходе011.

Імпульс4- строка5. Всі тригери міняють свій стан на протилежне.T1иT2переходят из1в0.T3переключается з 0 в 1.

Результат: на виходе100.

Імпульс5- строка6. ТріггерT1переходіт з состояния0в состояние1.

Результат: на виходе101.

Імпульс6- строка7. Перемикаються два тригери.T1переходит из1в0, T2- из0в1.

Результат: на виходе110.

Імпульс7- строка8. ТріггерT1переходіт з состояния0в состояние1.

Результат: на виходе111.

Імпульс8- строка9. Всі тригери міняють свій стан, переходячи из1в0.

Результат: на виходе000.

Потрібно помітити, що в даному счетчикеJK-тригери використовуються як в режимі перемикання (J=K=1), так і в режимі блокування (J=K=0).

Віднімаючі лічильники

Крім підсумовуючих лічильників (прямого рахунку), розглянутих вище, існують лічильники які вважають в зворотному напрямі - що віднімають.

Розглянемо схему асинхронного віднімаючого лічильника по модулю8(мал. 13.5).

Ріс.13.5. Схема асинхронного віднімаючого лічильника по модулю1

Відмінність даної схеми від схеми підсумовуючого лічильника (мал. 13.1) складається в способі перенесення сигналу від тригера до тригера. У підсумовуючому лічильнику синхронізуючий вхід кожного тригера пов'язаний з прямим виходомQпредидущего тригера. У віднімаючому лічильнику синхронізуючий вхід кожного тригера пов'язаний з інверсним виходом попереднього тригера. У лічильнику зображеному на мал. 13.5, перед початком рахунку в зворотному напрямі передбачена попередня його установка в состояние111(десятеричне число7) за допомогою входу предустановки (S). Рахункова послідовність двійкових чисел приведена в табл. 13.3.

Таблиця 13.3.

Рахункова послідовність імпульсів

Самоостанавлівающиєся лічильники

Віднімаючий лічильник, схема якого показана на мал. 13.5 - лічильник циклічного типу. Коли цей лічильник приходить в состояние000, він знов починає рахунок з двійкового числа111. У деяких випадках потрібні лічильники, які зупиняються, коли вичерпується вся рахункова послідовність. Розглянемо, які зміни треба внести в схему віднімаючого лічильника, щоб рахунок припинявся при досягненні состояния000.

Ріс.13.6. Схема самоостанавливающегося лічильника

З мал. 13.6 видно, що для цього треба ввести в схему логічний елемент АБО, який буде встановлювати на входахJиKтриггераT1уровень логического0, коли на виходах (З, В, А) лічильника з'явиться сигнал000. Якщо треба почати новий цикл рахунку з двійкового числа111, на вхід предустановкиSследует подати рівень логического0.

Використовуючи один логічний елемент або їх комбінацію, можна зупиняти рахунок прямому і зворотному напрямі, на будь-якому наперед заданому двійковому числі. Вихід логічного елемента треба для цього приєднати до входамJиKпервого тригера в асинхронному лічильнику. При цьому триггерT1переводится в режим зберігання.

Лічильники - дільники частоти

Однієї з функцій яку виконують лічильники в цифрових системах, є ділення частоти. Приклад простої системи з дільником частоти показаний на мал. 13.7. Ця система складає основу цифрових годин. Періодичний сигнал електромережі з частотой50Гц, сформований у вигляді послідовності прямокутних імпульсів, подається на вхід системи, яка ділить частоту на50.

Ріс.13.7. Система з дільником частоти

На виході схеми маємо послідовність прямокутних імпульсів з частотой1Гц (1импульс в1сек). Це таймер секунд.

На мал. 13.8 схематично зображений декадний лічильник, а на мал. 13.9 приведені тимчасові діаграми для його синхронізуючого входаCи виходаQD, відповідного двійковому розряду вісімок.

Ріс.13.8. Схема декадного лічильника

Ріс.13.9. Тимчасові діаграми декадного лічильника

З мал. 13.9 видно, что20импульсов на вході лічильника перетворюються в2виходних імпульсу. Виконується деление20/2=10. Знімаючи сигнал з входаQD, декадного лічильника, отримаємо лічильник-дільника на10. Т. е. частота вихідного сигналу состовляет1/10частоти на вході лічильника.

Послідовно з'єднуючи розглянутий декадний лічильник (лічильник-дільник на10) і по модулю5(лічильник-дільник на5) отримаємо схему, що здійснює ділення частоти на50. Структура такої схеми показана на мал. 13.10. Послідовність прямокутних імпульсів з частотой50Гц поступає на вхід лічильника - дільника на5, а з його виходу з частотой10Гц подається на вхід лічильника-дільника на10. На виході схеми отримаємо сигнал з частотой1Гц.

Ріс.13.10. Структурна схема дільника частоти на50

Функція ділення частоти використовується в таких цифрових пристроях, як частотомірі, осцилограф і т. п.

Інтегральні схеми лічильників

На мал. 13.11 представлена схема четирехразрядного двійкового лічильника-дільника на2, на6и на12(К155ІЄ4).

Ріс.13.11. Схема четирехразрядного двійкового лічильника

Якщо подати тактові імпульси з частотойfна входС1, то на виходеАполучим частотуf/2. Тактові імпульси з частотойfна входеС2запускают дільник на6и на виходеDимеем частотуf/6. При цьому на виходахBиCимеем імпульси з частотойf/3. На виводиR1иR2подаются команди скидання. Для побудови лічильника з модулем деления12, потрібно з'єднати дільників на1и на6, з'єднавши виходАсо входомС2. На входС1подается вхідна частотаf, на виходеDполучаем послідовність імпульсів з частотойf/12.

Проектування лічильників

Розглянемо приклад структурного проектування лічильників. Виконаємо синтез структури підсумовуючого синхронного (паралельного) лічильника по модулю10наJK-тригерах. Потрібно відмітити, що синхронні лічильники звичайно будуються на базеRS, JK, D-тригерів, що синхронізуються фронтом.

Для реалізації лічильника потрібно не менее4триггеров, оскільки трьох тригерів недостаточно23 < 10. Щоб отримати структуру з мінімальним числом тригерів, примемm=4(четирехразрядний лічильник). При етом2m=24-10=6состояний лічильника будуть нештатаними. Розглянемо таблицю станів лічильника (табл. 13.4.), в якій в останніх чотирьох стовпцях показана функція переходовFдля кожного розряду.

Таблиця 13.4.

Таблиця станів лічильника

Функція переходовпоказивает зміни (або збереження) стану розряду в залежності від значень керуючих сигналів. Ця функція приймає наступні значення

перехід з состоянияQn=0вQn+1=1,

перехід з состоянияQn=1вQn+1=0,

збереження состоянияQn=Qn+1=0,

збереження состоянияQn=Qn+1=1.

Використовуючи таблицю станів лічильника (табл. 13.4) для кожного розряду представляємо функцію переходів у вигляді карти Карно (мал. 13.12).

Рис. 13.12. Карти Карно для функції переходів

В клітках карти вказуються значення функції переходів. Знаком «X» означаються байдужі набори, які відповідають нештатним станам лічильника.

Визначивши для кожного із значенийFQсоответствующие йому значення вхідних переменнихJиK, получимсловарь переходовJK-тригера (табл. 13.5).

Таблиця 13.5.

Словник переходовJK-тригера

Використовуючи словник переходовJK-тригера отримуємо карти Карно для функцій входовJ-иK-тригерів в кожному розряді (мал. 13.13).

Рис. 13.13. Карти Карно для входовJиKтриггеров

На основу карт Карно зробимо мінімізацію функції входів. Внаслідок об'єднання кліток, показаних на мал. 13.13, отримаємо прості вирази для функції входів

Розглянемо більш детально мінімізацію функцииJ4. Ця функція має вісім байдужих наборів, позначених «X» на мал. 13.13. Доопределим функцію таким чином, щоб вона мала значенияJ4=1приABCD=1111, виконаємо об'єднання кліток (мал. 13.13) і отримаємо мінімально дизъюктивную нормальну форму (МДНФ) у вигляді

J4=ABC.

У відповідність з отриманими виразами для функції входів побудуємо декадний лічильник (мал. 13.14).

Рис. 13.14. Схема декадного лічильника

З мал. 13.14 видно, що схема декадного лічильника реалізована на чотирьох тригерах і трьох логічних елементах І, два з яких мають два входи і один має три входи. Лічильник, зображений на мал. 13.14 є паралельним, т. до. всі тригери перемикаються одночасно (синхронно).