Классификация счетчиков импульсов. Двоичные счетчики с последовательным переносом.
Классификация регистров. Параллельные регистры.
Регистром называется устройство, предназначенное для записи и хранения двоичного числа. Регистр часто может выполнять функции, связанные с преобразованием информации: сформировать инвертированный код "слова"; осуществить сдвиг информации; преобразовать последовательный код в параллельный и, наоборот, параллельный код превратить в последовательный. В зависимости от функциональных свойств регистры подразделяются на накопительные и сдвигающие. Сдвигающие регистры делятся по способу ввода и вывода информации: на параллельные, последовательные, комбинированные (например, параллельно-последовательные);
направлению сдвига информации: однонаправленные, реверсивные. Параллельный регистр служит для запоминания многоразрядного двоичного (или недвоичного) слова. Количество триггеров, входящее в состав параллельного регистра определяет его разрядность. Схема четырёхразрядного параллельного регистра приведена на рисунке 1, а его условно-графическое обозначение - на рисунке 2.
Рисунок 1. Схема параллельного регистра.
В условно-графическом обозначении возле каждого входа D указывается степень двоичного разряда, который должен быть запомнен в этом триггере регистра. Точно таким же образом обозначаются и выходы регистра. То, что микросхема является регистром, указывается в центральном поле условно-графического обозначения символами RG.
|
|
|
В приведённом на рисунке 2 условно-графическом обозначении параллельного регистра инверсные выходы триггеров не показаны. В микросхемах регистров инверсные выходы триггеров часто не выводятся наружу для экономии количества выводов корпуса.
Рисунок 2. Условно-графическое обозначение параллельного регистра.
Последовательные регистры.
Кроме параллельного соединения триггеров для построения регистров используются последовательное соединение этих элементов. Последовательный регистр (регистр сдвига) обычно служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот. Применение последовательного кода связано с необходимостью передачи большого количества двоичной информации по ограниченному количеству соединительных линий. При параллельной передаче разрядов требуется большое количество соединительных проводников. Если двоичные разряды последовательно бит за битом передавать по одному проводнику, то можно значительно сократить размеры соединительных линий на плате (и размеры корпусов микросхем). Принципиальная схема последовательного регистра, собранного на основе D триггеров и позволяющего осуществить преобразование последовательного кода в параллельный, приведена на рисунке 3.
|
|
|
Рисунок 3. Схема последовательного регистра.
В этом регистре триггеры соединены последовательно, то есть выход первого соединён с входом второго и т.д. Условно-графическое изображение рассмотренного последовательного регистра приведено на рисунке 4.
Рисунок 4. Обозначение последовательного регистра на принципиальных схемах. Входы синхронизации в последовательных регистрах, как и в параллельных, объединяются. Это обеспечивает одновременность смены состояния всех триггеров, входящих в состав последовательного регистра. Преобразование последовательного кода в параллельный производится следующим образом. Отдельные биты двоичной информации последовательно подаются на вход D0. Каждый бит сопровождается отдельным тактовым импульсом, который поступает на вход синхронизации C.
Кольцевые счетчики.
На базе регистров сдвига можно построить кольцевые счетчики - счетчики Джонсона. Счетчик Джонсона имеет коэффициент пересчета, вдвое больший числа составляющих его триггеров. В частности, если счетчик состоит из трех триггеров (m=3), то он будет иметь шесть устойчивых состояний. Счетчик Джонсона используется в системах автоматики в качестве распределителей импульсов и т.д. Таблица состояний счетчика Джонсона (рис. 3.29) содержит 2m (m - количество триггеров в составе регистра) строк и m-столбцов. Количество разрядов счетчика определяется количеством триггеров (рис. 3.29). Рассмотрим схему трехразрядного счетчика Джонсона, выполненного на базе D-триггеров (регистр сдвига реализован на D-триггерах). Для построения кольцевого счетчика достаточно соединить инверсный выход последнего триггера регистра (последнего разряда) с входом “D” (с входом, предназначенным для ввода последовательной информации) первого триггера.
|
|
|
Рис. 3.29. Таблица состояний а) и схема б) счетчика Джонсона на трехразрядном регистре сдвига.
Классификация счетчиков импульсов. Двоичные счетчики с последовательным переносом.
Счетчики импульсов представляют собой современные модули автоматики и могут применяться в системах управления автоматическими линиями, станками и т.д. Счетчики импульсов предназначены для прямого, обратного и реверсивного счета импульсов и включение/выключение цепей управления внешними объектами по достижении заданного количества импульсов. Счетчики классифицируются по следующим параметрам: Напряжение питания; Напряжение входных сигналов; Быстродействие; Разрядность; Управление счетом; Количество устройств в одном корпусе; Прямой счет/ обратный счет/реверсивный счет; Функция выхода; Тип выхода; Тип корпуса. Двоичные счетчики реализуются на базе синхронных триггеров с внутренней задержкой T-, TV-, D-, DV-, RS- и JK-типов, выполненных по схеме M-S или трех триггеров. Наиболее простую структуру имеют двоичные счетчики с последовательным переносом, которые также называются асинхронными. В таких счетчиках импульс счета подается только на вход триггера 0-младшего разряда, а на вход каждого i-го триггера в последующих разрядах поступает сигнал переноса Pi, снимаемый с выхода триггера предшествующего i-1-го разряда.
|
|
|
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 87; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!