- •Введение
- •1 Выбор и обоснование структурной схемы лабораторного стенда
- •1.1 Выбор исследуемых параметров и характеристик устройства
- •1.2 Выбор оборудования лабораторного стенда
- •2 Разработка функциональной схемы лабораторного макета
- •2.1 Определение набора схем
- •2.2 Состав макета
- •3 Выбор элементной базы
- •3.1 Счетчик с последовательной связью
- •3.2 Счетчик с параллельной связью
- •4 Разработка принципиальной схемы лабораторного макета
- •5 Конструкция макета
- •6.4 Описание лабораторного макета
- •6.5 Порядок выполнения работы
- •Приложение
- •Перечень элементов
2 Разработка функциональной схемы лабораторного макета
2.1 Определение набора схем
При разработке макета используются все условно заданные схемы такие как: счетчик с последовательной связью и счётчик с параллельной связью.
2.2 Состав макета
Для исследования данных приборов нам потребуются дополнительные устройства. Прежде всего, так как имеем дело с цифровыми сигналами, задатчики логических уровней сигнала логических "О" и "1". Такие задатчики реализуем при помощи тумблеров непосредственно в макете. Как вспомогательное оборудование для них используем внешний блок питания с напряженной на выходе +5В. Это напряжение будет соответствовать уровню сигнала логической «1».
Для питания микросхем необходимо напряжение +12В. Оно будет подаваться на соответствующие выходы микросхем. Питание на макет осуществляется с помощью тумблера.
Для контроля выдаваемого логического сигнала на выходе каждого задатчика будет установлен светодиод параллельно выходу сигнала с задатчика. Светодиод будет сигнализировать о наличии сигнала логической "1" на выходе соответствующего задатчика.
Для коммутации элементов используем провода с изоляцией.
3 Выбор элементной базы
Так как не существует микросхем счётчиков с последовательной и параллельной связью, то используем счётчики, построенные на базе триггеров.
3.1 Счетчик с последовательной связью
Для обеспеченна схемной реализации переключения входов и выходов триггеров при помощи внутренних мультиплексоров, с целью создания реверсивных счетчиков, используют последовательную переносную связь.
Схема такого счетчика приведена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1- Счетчик с последовательной связью
В этом случае каждый последующий триггер изменяет свое состояние не по срезу выходного сигнала предыдущего триггера, а по срезу импульса, сформированного на элементе «И». Принцип переключения триггеров соответствует алгоритму двоичного счета. В этом случае появляется возможность с помощью логических элементов выполнять переключения в связях между триггерами, например, переключить счетчик на вычитание или изменить содержимое отдельных триггеров.
Кроме того, на выходе последнего элемента «И» вырабатывается сигнал переноса CR (carry-перенос), который используется при наращивании счетчиков. Такой счетчик не дает преимуществ по времени задержки.
3.2 Счетчик с параллельной связью
Для повышения быстродействия используется счетчик с параллельной связью.
Наиболее распространенный вариант такого счетчика приведен на рисунке 3.2
Принцип параллельной связи заключается в следующем.
На входе каждого триггера (кроме первого) включают конъюнкторы. Входной сигнал +1 поступает параллельно на все конъюнкторы и только там, где они открыты, вызывает одновременные переключения соответствующих триггеров. На вход конъюнктора кроме входного сигнала, поданы выходы всех триггеров младше данного разряда. Поэтому при подаче сигнала +1 изменяют свое состояние те триггеры, перед которыми все, более младшие триггеры находились в состоянии логической «1».
Рисунок
3.2 - Схема счетчика с параллельной
связью