Раздел: Документация

0 ... 102 103 104 105 106 107 108 ... 119

Q3Q2Q1Q0 = 0000 или 1001 (рис. 7.40,о) и Y3Y2YiY0 = 0000 или 1100 (рис. 7.40,6).

На рис. 7.42,о показаны две эквивалентные схемы, в которых тактовый сигнал формируется с помощью двухвходовых ЛЭ. В обеих схемах на триггер воздействует импульсный сигнал

dH\Wl = d{Hx V Н2) = ~H2dEx V ~H~idH2,

из чего следует двойственность изображений тактового сигнала на условных графических обозначениях триггеров, показанная на рис. 7.42,6. Сказанное относится и к счетчикам (см. ИС 176ИЕ2 на рис. 7.37), а также другим цифровым устройствам, в которых используются подобные тактовые сигналы.

Счетчики по mod 6 и mod 12. На рис. 7.43 представлена ИС 555ИЕ4 - счетчики по mod 2 и mod 6 с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала R = R\R2 = 1, описываемые функциями:

Qt = (Qo ®dH1)-R,Qt = (QiQ2dH2 V Qxd~H2) R, Qt = (Q2Q\dH2 V Q2dH2) R, Qi = (Q3 © dQ2) R.

Структурная схема счетчика 555ИЕ4 изображена на рис. 7.44,я, а временные диаграммы, поясняющие работу счетчика по mod 6, - на рис. 7.44,6. Асинхронные переходы на временных диаграммах указаны стрелками (триггер Q3 изменяет состояния под воздействием изменения с 1 на 0 выходного сигнала триггера Q2\ задержки сигналов не показаны).

Пару счетчиков по mod 2 и mod 6 можно включить для получения счетчика по mod 12 двумя способами: для счета в коде 8-4-2-1 (требуется соединить счетный вход Н2 с выходом триггера Qo) и в коде 6-4-2-1 (требуется соединить счетный вход Н\ с выходом триггера Q3).

7.5. Синхронные двоичные счетчики

Синтез и основные свойства синхронных двоичных счетчиков были рассмотрены в § 4.5. Граф переходов счетчика по mod 16 изображен на рис. 7.45,о ( - /Ра - -/0 и -/1, Р4 - сигнал переполнения счетчика, называемый также переносом). Этому графу переходов соответствуют функции возбуждения (4.36) Т-триггеров:

Т0= 1, П = Q0,T2 = QiQ0, 1

Т3 = Q2Q1Q0, Ра = Q3Q2Q1Q0 /1

На рис. 7.45,6 показаны временные диаграммы синхронного счетчика по mod 16, соответствующие графу переходов, изображенному на рис. 7.45,о. Внутренние состояния счетчика /* = (Q3,Q2,Qi,Qo) обозначены числами j = eQ3eQ2eQleQ0 = 0,1,..., 15, где €qr = 0 или 1 - состояние триггера Qr (т = 0,1,2,3). В отличие от асинхронных счетчиков здесь все триггеры Qr срабатывают одновременно по переходу тактового сигнала Н с 1 на 0. Если счетчик находится в состоянии j, то в следующем такте он установится в состояние j + 1* поэтому такие счетчики называются суммирующими счетчиками (Up-counter).

Граф переходов счетчика по mod 16, функции возбуждения Триггеров которого

Т0 = Р0, Тг = P0Qo, Т2 = P0Q1Q0,

Т3 = P0Q2Q1Q0, Ра = P0Q3Q2Q1Q0,

Изображен на рис. 7.45,в (Р0 - сигнал разрешения счета и переноса; Р0/Р4 = 0/0, 1/0 и 1/1). При значении сигнала управления "о = 0 состояния счетчика не изменяются, что указывается на графе переходов петлями Ро/Р4 = 0/0.

---

Двоичные счетчики. Синхронные счетчики, изготавливаемые в интегральном исполнении, имеют, как правило, вход Д асинхронной потенциальной или (и) синхронной установки нулевого состояния и входы DT и L асинхронной потенциальной или (и) синхронной параллельной загрузки данных. В соответствии с этим для построения синхронных счетчиков (не только двоичных) используются триггеры типов D-T-L/R, D-T-L-R, D-T-L-R/R, D-T-L-R/L-R, T/D-L-R с приоритетами входов R и T/R, функции переходов которых могут быть получены из функции переходов (4.29) универсального D-T-L-R/D-L-R-трнггера, при использовании одного входа данных D = AD = SD:

Q+ = [D-L-dHvQ-dH\l(Q@T-dH)-L)-R (7.22)

для D-T-L/R-триггера (SR = О, AL = О, L - SL, R =, AR),

Q+ = D L~RdEM Q- dH У (Q@T dH) 77vr~ (7.23) для D-T-L-R-триггера (AR = 0, AL = 0, L = SL, R = SR),

Q+ = [D-L-S~R-dH\/Q-dH\l(Q@T-dH)-L\l SR]-AR (7.24) для D-T-L-R/R-триггера (AL = 0, L = SL) и

Q+ = D AL ~AR \/[D SL - 5Д dH V

VQ -dH\/(Q®T -dH)-SL4 SR)-ALv AR для D-T-L-R /-Д-триггера,

Q+ = [D-L\I(Q@T-dH)-L]-R(7.26)

для Т/Д--Д-триггера (SR = 0, SL = 0, L = AL, R = AR) и

Q+ = (Q®T-dH)-R(7.27)

для Т/Д-триггера (SR = 0, SL = 0, AL = 0, R = AR).

Счетный вход T триггеров используется для выполнения операции счета, вход L (входы SL, AL) - для параллельной загрузки данных, поступающих по входу D (L = 1 - загрузка, L = 0 - счет), а вход R (входы SR, AR) - для сброса счетчика в нулевое состояние. Перечисленные выше триггеры могут быть реализованы как на «/-А/Д--триггерах, так и на .О/Д-Я-триггерах (см. рис. 4.11 - 4.13).

Функции возбуждения Тт триггеров счетчиков, обладающих наибольшими функциональными возможностями, реализуются

гтоппггаппоииом пппкчпнате.пю vnnaИЛеНИЯ ИМИ С ПОМОЩЬЮ

V. lip-WV/V- 1 liUU.,.JIIiv-»< --- ---------- jit

двух внешних сигналов Р0 и Е - Р0Е • Тт для всех триггеров

счетчика. При этом сигнал переполнения (переноса) двоичного суммирующего счетчика описывается функцией

тп-1

Pm = Е П Qr,(7.28)

г=0

где т - число триггеров в счетчике (для выпускаемых ИС т = 4 и 8). Конечно, выпускаются и счетчики, в которых управление сигналами Р0 и Е отсутствует.

Простота операций, выполняемых счетчиками, и строго определенное назначение информационных входов триггеров позволяет при описании счетчиков ограничиться указанием только типа или функции переходов (7.22) - (7.27) используемых триггеров и функции переноса (7.28) или получаемой из функции (7.28) подстановкой значения управляющего сигнала Е = 1. На рис. 7.46 приведены синхронные двоичные счетчики: 555ИЕ10, 1561ИЕ21, CD40161, 74АС11161 - счетчик по mod 16 с переносом (7.28) при т = 4, выполненный на D-T-L/Д-триггерах (7.22), с синхронной загрузкой данных dM = D3D2DiDq (L = 1 - счет, L = 0 - загрузка) и асинхронным потенциальным сбросом в нулевое состояние значением сигнала Д = 0;

1533ИЕ18, МС14163, CD40163, 74ЛС11163 - счетчик по mod 16 с переносом (7.28) при т = 4, выполненный на D-T- -Д-триггерах (7.23), с синхронной загрузкой данных d\f = D3D2DiD0 (L = 1 - счет, L = 0 - загрузка) и синхронным сбросом в нулевое состояние значением сигнала Д = 0 (вход Д имеет приоритет по отношению ко входу L);

1554ИЕ23, 561ИЕ10, 74ЯС4520 - два счетчика по mod 16 с асинхронным потенциальным сбросом в нулевое* состояние значением сигнала Д = 1, выполненные на Т/Д-триггерах (7.27);

74AZ-5561A - счетчик по mod 16 с двумя переносами (7.28) при тп = 4 и RC = Р0Е Р4Н (RC - Ripple Carry - последовательный перенос), выполненный на D-T-L-R/L-Д-триггерах (7.25), с синхронной (SL = 0 - Synchronous Load) и асинхронной потенциальной (AL = 0 - Asynchronous Load) загрузкой данных d\f = D3D2DiD0 и синхронным (SR = 0 - Synchronous Reset) и асинхронным потенциальным (ан =0 - Asynchronous Reset) сбросом в нулевое состояние (входы SR и ~AR имеют при-

---

555ИЕ10

1533ИЕ18

161В

Г

D		а
0	СТ16	0
1
2		1
3		2
Т.		3
>с
РО
£
> К	161	Р4
	4161

-i»c

-»-	а
СПб	0
	1
	2
	3
	Р4
163

СМ), 16 -ALSSSIA

в - GHD, 16 - Vc

CT16	DO
	0
	1
	2
	3
	P4
	RC

3

6

D		0
0	CT256
1
2		0
3		1
4		2
5		3
6		4
7		5
		6
. L		7
>c
т r
		P8<

21

20 1 В

IS. 17 16 13

io - G#D, 20 ДСП 161

GHD, 24 - V

ДС11163

ДСП 461

1554ИЕ23 561ИЕ10,HC4520

ai6

CT16

8 - GHD, 16 - V

4LS8163

D		0
0	СГ256
1
2		0
3		1
4		2
5		3
6		4
7		5
		6
. L		7
>c
>P0
i E
о R		P8J

22 21 20 1 В 1 В 17 16 13

12 " GHD, 24

ДСП 463

D		0
0	СП 6	0
1
2		1
3		2
		3
>c
PO
E
}R		P4
4-	7 - CM)
»3.	16 -

D		a
0	СП 6	0
1
2		l
3		2
• L		3
>c
PO
E
tS		P4

2B 23 24

23 20 IB

4-7 - GHD 13,16 - V

D		a
0	CT256
1
2		0
3		i
4		2
5		3
6		4
7		5
		6
. L		7
>c
.PO
Г 1
Fr		PB
6	-в - GM>
21	,22 -	"cc

26 23 24 23 20 1 В 16 17

14

-i 27

D		0
0	CT256
1
2		0
3		1
4		2
5		3
6		4
7		5
		6
. t		7
>c
APO
<> E
T 8		P8<

е-в - GHD

21,22 - V„„

оритет по отношению ко входам SL и AL); выходы счетчика

DOr = J <?г при ОЁ = О,

г Z-состояние при ОЕ = 1

(схему используемых триггеров см. на рис. 4.12 - дополнительно требуется выполнить только соединение AD = SD = D);

74ALS81QI, 74АС11461 - счетчик по mod 256 (во всем, за исключением числа разрядов т - 8 и замены некоторых прямых сигналов на инверсные, аналогичен счетчику 161 - см. ИС 555ИЕ10);

74ALS8163, 74АС11463 - счетчик по mod 256 (во всем, за исключением числа разрядов т - 8 и замены некоторых прямых сигналов на инверсные, аналогичен счетчику 163 - см. ИС 1533ИЕ18).

На рис. 7.47 изображена принципиальная схема двоичного синхронного счетчика 555ИЕ10, выполненная на основании (7.21) и (7.28). Если D-T-L/R-триггеры детализировать, например так, как показано на рис. 4.11,о и 4.13,о (SR = 1, AR = R), то можно получить различные варианты принципиальных схем одного и того же счетчика. Используются и модификации этих вариантов, получаемые снижением порядка переключательных функций с целью повышения быстродействия счетчика.

В счетчиках 561ИЕ10 используется тактовый сигнал, формируемый двухвходовым ЛЭ. На рис. 7.48,а изображены две эквивалентные схемы, поясняющие воздействие на триггеры таких динамических входов. В обеих схемах на триггер воздействует импульсный сигнал

di?i V 772 = d(HxH2) = H2dH\ V HdH2,

из чего следует двойственность изображений тактового сигнала на условных графических обозначениях триггеров, показанная на рис. 7.48,5. В § 7.4 уже были рассмотрены подобные динамические входы (см. рис. 7.42,а).

Триггеры на рис. 7.48,5 запускаются перепадами тактового сигнала Н\ с 0 на 1 при значении = 1 и перепадами тактового сигнала Н2 с 1 на 0 при значении Н\ = 0. Таким образом, пользователь может выбирать тип перехода тактового сигнала (с О на 1 или с 1 на 0), воздействующего на триггеры. Один из входов Н\ или Н2 можно использовать для стробирования тактового сигнала Н, как показано на рис.7.48,в на примере триггера со счетным входом i = (счетчика по mod I). счет разрешен только при значении СЕ = 1 (СЕ - Count Enable - разреше-

0 ... 102 103 104 105 106 107 108 ... 119