Занятие № 8. Счётчики
Вопросы
- Как реализовать делитель частоты с помощью счётчика?
- Что такое коэффициент счёта и как его изменить?
Задачи
- Реализовать делитель частоты на основе D-триггера.
- Изучить процесс работы двоичного суммирующего счётчика.
- Определить коэффициент счёта по приведённой схеме.
Теория
Практические задания
Задание № 1. Использование D-триггера в качестве делителя частоты
На схеме показан D-триггер, инверсный выход которого соединён с информационным входом D. После каждого тактового сигнала при положительном перепаде, значение которое хранит триггер будет меняться на противоположное. С помощью такой схемы получается однобитный счётчик с двумя состояниями - 0
и 1
.
Запишите в таблицу зависимость значений на выходе триггера Q от значений на входе синхронизации C.
- Обнулите содержимое триггера, щёлкнув по входу R. Прямой выход Q должен содержать
0
. - Последовательно выставляйте значения на входе С и записывайте в таблицу значения на выходе Q.
- Нажмите кнопку Проверить таблицу.
Шаг | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C | ||||||||
Q |
Обратите внимание, что период изменения значений на выходе схемы увеличился в два раза, по сравнению с периодом изменения значений на тактовом входе C. Это означает, что частота колебаний на выходе однобитного счётчика в два раза меньше входной частоты:
Таким образом, данный однобитный счётчик может применятся как делитель частоты.
Задание № 2. Исследование работы двоичного суммирующего счётчика
На схеме показан четырёхразрядный суммирующий счётчик. Триггер DD2.4 хранит старший разряд числа. Каждый тактовый импульс, подаваемый на вход С увеличивает двоичное число в счётчике на 1. Коэффициент счёта равен 16, так как при таком количестве тактовых импульсов счётчик возвращается к исходному значению.
- Обнулите содержимое счётчика, щёлкнув по входу R. На всех выходах счётчика должно установится логическое значение
0
. - Подайте тактовый импульс на вход С. В схеме контакт работает как кнопка. Запишите в таблицу значения на выходах счётчика Q3..Q0 в таблицу.
- Заполните таблицу ещё для 7 тактовых импульсов.
- Нажмите кнопку Проверить таблицу.
Импульс | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 |
---|---|---|---|---|
0 | ||||
1 | ||||
2 | ||||
3 | ||||
4 | ||||
5 | ||||
6 | ||||
7 | ||||
8 |
Задание № 3. Изучение счётчика с произвольным коэффициентом счёта
В этом задании рассмотрим схему со счётчиком, чей коэффициент счёта отличается от 16. Чтобы обнулить счётчик после определённого значения на выходе, используется логический элемент И. Входы логического элемента подключаются к нужным выходам счётчика (Q3..Q0), а выход логического элемента подключается к входу R сброса счётчика.
- Убедитесь, что на выходах счётчика установлено значение
0
. - Подайте тактовый сигнал на вход счётчика C. Запишите в таблицу двоичное число на выходе счётчика, начиная с Q3. Переведите это число из двоичного кода в десятичный и запишите результат в последний столбец таблицы.
- Продолжите заполнение таблицы, записывая результаты после каждого тактового сигнала.
- По таблице определите коэффициент счёта и запишите его.
- Нажмите кнопку Проверить.
Импульс | Q3 Q2 Q1 Q0 | N10 |
---|---|---|
0 | ||
1 | ||
2 | ||
3 | ||
4 | ||
5 | ||
6 | ||
7 |
В данной схеме коэффициент счёта равен
Ответьте на вопросы:
- Какое двоичное число должно появится на выходах данного счётчика, чтобы произошло его обнуление?
- Почему входы логического элемента И подключены к выходам Q0 и Q2 ?
Для обнуления, на выходе счётчика должно появится двоичное число 0101
2=510.
При появлении на выходе числа 5, на выходах Q0 и Q2 появляется логическая 1
. На выходе логического элемента И появится единица, если на первом и втором его входах установится логическая 1
. С выхода логического элемента, эта единица попадает на вход сброса счётчика R, что приводит к его обнулению.