Теоретические сведения

Все счетчики в цифровой технике строятся с использованием счетных триггеров. При этом коэффициент пересчета определяется количеством триггеров Ксч = 2ⁿ, где n ─ количество триггеров. Но и в случае, когда коэффициент пересчета не кратен 2, для построения счетчиков используют триггеры. Количество триггеров определяют соотношением n = {log₁₀ (Ксч)}. Фигурные скобки обозначают, что берется ближайшее большее целое. Так log₁₀ (10) ≈ 3,3, следовательно, n = 4, но счетчик, построенный из четырех триггеров, имеет Ксч = 16. Получаем, что шесть состояний избыточны, и их необходимо ликвидировать какими-либо схемотехническими решениями. Обычно в качестве таких решений используют либо введение обратных связей, либо добавление в счетчик дешифратора состояния. На примере построения счетчиков с Ксч = 3 и Ксч = 5 показано построение недвоичных счетчиков с введением обратных связей.

На примере использования микросхемы 74191необходимо исследовать возможность построения недвоичных счетчиков с дешифратором состояния. В микросхему встроен дешифратор состояния, определяющий последнее состояние счетчика. При достижении последнего состояния на выходе RCO появляется импульс низкого уровня длительностью, равной длительности счетного сигнала. Параллельная загрузка выполняется по низкому уровню сигнала на входе LOAD. Если выход RCO соединить со входом LOAD, то по достижении последнего состояния счетчика в него будет загружаться начальное состояние счетчика отличное от нулевого и следовательно коэффициент пересчета измениться.

Контрольные вопросы.

1. Что такое недвоичный счетчик?

2. Как определить количество триггеров, необходимое для построения счетчика?

3. Что такое обратная связь?

4. Что такое предварительная загрузка?

5. Что такое дешифратор состояния?

Лабораторная работа №8 исследование сдвиговых регистров

Цель лабораторной работы: исследовать особенности работы сдвигового регистра.

Необходимое оборудование: персональная ЭВМ с установленным программным пакетом EWB.

Задание: снять временные диаграммы, определить таблицы состояний и особенности работы сдвигового регистра.

Порядок выполнения: включить персональную ЭВМ, запустить на выполнение программный пакет EWB и далее следовать порядку работы в пакете.

Оформление отчета. По каждой лабораторной работе каждым студентом должен быть представлен отчет в виде печатного или рукописного документа. В отчете приводится наименование и номер лабораторной работы, цель работы, программа работы с указанием всех необходимых экспериментов, полученных результатов и выводы.

Программа работы

1. На рабочем столе собрать логическую схему исследуемого устройства.

2. Выполнить настройку измерительной аппаратуры.

3. Провести эксперименты и описать их.

4. Используя возможности пакета получить твердые копии графиков экспериментов, сделать выводы.

5. Оформить отчет.

Пояснения к работе

В

Рис. 8.1. Четырех разрядный сдвиговый регистр

данной лабораторной работе для исследования возьмем интегральную схему 74194, представляющую четырех разрядный сдвиговый реверсивный регистр с параллельным занесением и асинхронным сбросом. Схема набора на рабочем столе показана на рис. 8.1. На параллельные входы A, B, C, D подан ноль младшего разряда A = 0, B = C = D = 1. На последовательный вход при сдвиге вправо также подана единица SR = 1. Выходы подключены к логическому анализатору. Входы управления S0 и S1 подключены к переключателям A и S для выбора режима работы регистра. Для этого регистра возможны четыре режима работы. При S1 = 1 происходит параллельное занесение, а при S1 = 0 происходит сдвиг вправо.

Временная диаграмма работы этого регистра в указанных режимах показана на рис. 8.2.

Н

Рис. 8.2. Временная диаграмма работы сдвигового регистра.

ачальное состояние регистра во всех разрядах ─ нули, далее происходит предварительная параллельная загрузка в младшем разряде ─ нуль, во всех остальных ─ единицы. Затем начинается сдвиг и видно, как последовательно по разрядам сдвигается нуль.

Заполнение единицей после сдвига нуля происходит потому, что имеется единица на последовательном входе.

В процессе выполнения работы должны быть исследованы режимы параллельного занесения, сдвига вправо и сдвига влево.