Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка - страница 24

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 

x

y

f

0

0

a

0

1

b

1

0

c

1

1

d

a) 6)

Рис. 8.6 - Чотиривходовии мультиплексор (а) та його таблиця істинності (б)

Зауважимо, що К-МОН мультиплексори забезпечують комутацію не тільки цифрових, а й аналогових сигналів.

а

e

8.5. Лічильники імпульсів

Однією з найрозповсюдженіших операцій у пристроях інформаційно-обчислювальної і цифрової вимірювальної техніки є фіксування кількості імпульсів - підрахунок їхньої кількості. Реалізують цю операцію лічильники імпульсів. Лічильники також забезпечують представлення інформації про кількість імпульсів у вигляді двійкового коду (завдяки принципу побудови).

Лічильники бувають прості (підсумовуючі, у яких код збільшується на одиницю після надходження на вхід кожного імпульсу; віднімаючі, у яких код відповідно зменшується після надходження на вхід кожного імпуль­су) і реверсивні (суміщують властивості підсумовуючих і віднімаючих -можуть працювати у тому або іншому режимі за зовнішньою командою).

Як правило, лічильники будують на основі тригерів.

Схема чотирирозрядного підсумовуючого послідовного двійкового лічильника, виконаного на комбінованих RST-тригерах з імпульсними інверсними входами синхронізації наведена на рис. 8.7, його умовне позначення - на рис. 8.8, часові діаграми роботи - на рис. 8.9, таблиця переходів - у табл. 8.1.

D1

Q1 D2

Q2

D4

DD1

C О-

(Вхід)

- S

T

 

 

- R

с

Q4 D8 О О

DD3

S

T

 

 

~R

с

DD4

S

T

C

 

R

с

Q8

J

R

(Встановлення нуля)

Рис. 8.7 - Чотирирозрядний послідовний двійковий лічильник

D1 D2

CT2

Q1

D4

 

Q2

 

 

 

D8

 

Q4

■.C R

 

Q8

Рис. 8.8 - Умовне позначення чотирирозрядного послідовного двійкового лічильника

Таблиця 8.1

Таблиця переходів чотирирозрядного послідовного двійкового лічильника

Стан

Qs

Q4

Q2

Qi

Стан

 

Q4

Q2

Qi

0

0

0

0

0

8

 

0

0

0

1

0

0

0

1

9

 

0

0

1

2

0

0

1

0

10

 

0

1

0

3

0

0

1

1

11

 

0

1

1

4

0

1

0

0

12

 

1

0

0

5

0

1

0

1

13

 

1

0

1

6

0

1

1

0

14

 

1

1

0

7

0

1

1

1

15

 

1

1

1

Лічильник називається послідовним, тому що вихід тригера кож­ного попереднього розряду з'єднано з лічильним входом (входом синхронізації) тригера наступного розряду, в результаті чого переда­ча інформації - перемикання тригерів розрядів лічильника - відбу­вається послідовно одного за одним. Це визначає низьку швидкодію лічильника.

ивх к1    2    3    4    5     6    7    8    9   10   11   12  13  14   15 16

Qi

Q2

t

I

 

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

1

1

1-1

 

--*

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4,

 

 

 

 

 

 

 

 

t

Q8

I

t

Рис. 8.9 - Часові діаграми роботи чотирирозрядного пдсумовуючого послідовного двійкового лічильника з імпульсним інверсним лічильним входом

У паралельних лічильників інформація з розряду в розряд пере­дається за допомогою спеціальної комбінаційної схеми, а входи син­хронізації тригерів з'єднано разом, і перемикання усіх тригерів від­бувається одночасно.

Як видно з таблиці переходів і часових діаграм, при безперервній роботі лічильника на його виходах Q Q2, Q Q8 формується послідов­ний двійковий код.

Вхід R призначений для встановлення лічильника в нульовий стан (у даному разі - подачею сигналу логічної 1). Входи D,, D, D, D призначені для

Таблиця 8.2 Таблиця переходів чотирирозрядного послідовного двійково-десяткового лічильника

Стан

Qs

Q4

Q2

Qi

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0

1

1

4

0

1

0

0

5

0

1

0

1

6

0

1

1

0

7

0

1

1

1

8

1

0

0

0

9

1

0

0

1

10

0

0

0

0

И       2'       V 8

паралельного занесення чисел у лічиль-

ник - для задання початкового стану, що відрізняється від нульового.

Послідовну роботу лічильника можна порушити, обмеживши кількість його станів. Це можна зробити, вводячи зво­ротний зв'язок, як, наприклад, показано на рис. 8.10. Тепер при досягненні деся­того стану лічильник одразу переходить у нульовий стан - отримано двійково-десятковий лічильник, що має не 16, а 10 станів і формує на виходах двійково-десятковий код. Його таблиця переходів наведена у табл. 8.2, а часові діаграми роботи - на рис. 8.11.

Q1 Q2 Q4 Q8

DD1

D1 D2 D4 D8

R

CT2

Q1 Q2 Q4 Q8

DD2

D1 D2 D4 D8

CT2/10

Q1 Q2 Q4 Q8

а) б) Рис. 8.10 - Отримання двійково-десяткового лічильника з двійкового (а) і умовне позначення двійково-десяткового лічильника (б)иех І1    2    3    4     5    6    7    8    9   10   11 12   13  14  15 16

Q1

Q2

Q4

Q8

І \ \ \ \ І Г !    і    !    і    і    ! !

і_і _і    !    !    ! !

Рис. 8.11 - Часові діаграми роботи чотирирозрядного двійково-десяткового лічильника

Застосування таких лічильників разом із двійково-десятковими або двійково-семисегментними дешифраторами дозволяє на основі стан­дартних ІМС будувати схеми керування багаторозрядними десятко­вими індикаторами (розряди десяткові, а у межах десяткового розря­ду рахунок двійковий).

На рис. 8.12 наведено схему лічильника, що також має десять ста­нів, але працює не в послідовному двійковому коді, бо після надход­ження восьмого імпульсу переходить з 7 стану у 14, після дев'ятого -у 15, а після десятого - у 0.

DD1

C О-

<ІО)

- S

T

,'C

 

- R

с

г;

DD3

DD4

S

T

 

 

-~R

с

S

C

T

 

 

с

 

R

(Встановлення нуля)

Рис. 8.12 - Чотирирозрядний лічильник, що має десять станів У вигляді ІМС випускається досить широка номенклатура лічиль­ників. На рис. 8.13 як приклад наведене умовне позначення чотири­розрядного реверсивного лічильника типу К561ИЕ14.

12

13

3

\ WR

D1 D2 D4 D8

15

5

10

9

4 V

±1 2/10

ОТ

К561 ИЕ14

Q1 Q2 Q4 Q8

P ф-

11

Він має входи:

1) запису інформації з входів паралельно­го вводу інформації D1, D2, D4, D8 - WR;

2) паралельного вводу інформації -

14

2

D1, D2, D4, D8;

3) синхронізації (тактовий) - С;

4) дозволу лічення - V;

5) напрямку лічення (підсумовування чи віднімання) - ±1;

6) задання роботи у двійковому чи двійко­во-десятковому коді - 2/10.

Виходи:

1) інформаційні - Q1, Q2, Q4, Q8±

2) переносу (зайому) в старший (із старшого) розряду - Р. Напруга живлення подається на виводи 16 (плюс джерела живлення

7

Рис. 8.13 - Реверсивний лічильник К561ИЕ14

+UJ і 8 (нуль).

8.6. Регістри

5

RG

7

4

3

9

10

11

Q1 Q2 Q3 Q4

1

15

Регістри призначені для запам'ятовування і зберігання інформації, представленої у вигляді багаторозрядних двійкових чисел (двійкового коду) та 'їхньої видачі за зовнішньою командою - це елементи коротко­часної (оперативної) пам'яті.

Залежно від способу запису і видачі інфор­мації регістри бувають:

1) послідовні - запис інформації в них ви­конується послідовно одного двійкового роз­ряду за іншим через один вхід;

2) паралельні - запис інформації в них вико­нується одночасно (паралельно) у всі розряди;

3) послідовно-паралельні - можуть працю­вати як послідовні або паралельні, залежно від сигналу на спеціальному вході керування.

На рис. 8.14 як приклад наведено умовне Рис. 8.14 - Універсальний позначення універсального регістру типу регістр 564ИР9 564ИР9.

12

2

5

P/S\ J

ф K

757

D2 D3 D4 T/C\

R

564 ИР9

14

13

1

4

6

Він має входи:

1) синхронізації (тактовий) - С;

2) задання режиму роботи (паралельний-послідовний) - P/S;

3) послідовного вводу інформації (входи JK-тригера першого розря­ду) - J, К;

4) паралельного вводу інформації - D1, D2, D3, D4;

5) задання видачі інформації у прямому або інверсному коді - Т/С;

6) встановлення нульового стану R.

Виходи: Q1, Q2, Q3, Q4.

При видачі інформації у послідовному коді останній знімається з ви­ходу Q4.

Напруга живлення подається на виводи 16 (плюс джерела живлення +UJ і 8 (нуль).

8.7. Цифро-аналогові (ЦАП) і аналого-цифрові (АЦП) перетворювачі

Для узгодження цифрових пристроїв вимірювання і керування, що працюють з інформацією, представленою у двійковому коді, з виконав­чими пристроями і датчиками, які мають аналогові відповідно вхідні та вихідні сигнали, застосовують цифро-аналогові і аналого-циф­рові (ЦАП і АЦП) перетворювачі.

8.7.1. Будова і робота ЦАП

ІМС ЦАП, як правило, являють собою резисторні матриці. Матри­ця може бути виконана як дільник напруги з співвідношенням опорів кратним 2n: R-2R-4R-8R-16R і т.д. (застосовують рідко, бо технологіч­но важко забезпечити точні значення великих опорів резисторів, що відповідають старшим розрядам). Частіше матриця ЦАП являє со­бою дільник струмів з співвідношенням опорів R-2R. Також до ІМС, зазвичай, входять транзисторні ключі (наприклад, на польових К-МОН-транзисторах), що забезпечують вмикання потрібної комбінації резис­торів за сигналами двійкового коду.

Так ІМС К572ПА1 (виконана за К-МОН-технологією) призначена для перетворення 10-розрядного прямого паралельного двійкового коду на цифрових входах у струм на аналоговому виході. її спрощенуструктуру наведено на рис 8.15. Видно, що, окрім власне резисторної матриці R-2R, вона має ключі і вузли керування ними ВК.

(15) о—

+

cq

1

5(

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60 


Похожие статьи

Ю П Колонтаєвський - Електроніка імікросхемотехніка