Методические указания к лабораторным работам по курсу "Схемотехника эвм" Под редакцией Ю. М. Смирнова (стр. 5 из 7)
4. Какие типы триггеров применяются в регистрах сдвига?
5. Как работает двухтактный регистр сдвига на GS -тригге
рах?
6. Как работает регистр сдвига, выполненный на триггерах о
двухступенчатым запоминанием информации?
7. Как работает регистр сдвига на триггерах о динамически,
управлением записью?
Работа < 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЧЕТЧИКОВ .
Цель работы - изучение принципов поотроення счетчиков, овладение методом синтеза синхронных счетчиков, экспериментальная оценка динамических параметров очетчиков. -
Во время самостоятельной подготовки х работе необходимо ознакомиться о теоретическими ев денжями, изучить метод синтеза синхронных счетчиков, синтезировать двовчно-десятг лнй счетчик с заданными состояниями, подготовить по каждому пункту раздела "Задание х порядок выполнения работы" расчетные х теоретические материалы, электрические функциональные схемы исследуемых счетчиков я временные диаграммы сигналов синтезированного двоично-десятичного счетчика. Перед началом работы предъявить преподавателю рабочие материалы для проверки и обсуждения. После выполнения работы студенты обязаны представать преподаватели аккуратно оформленный отчет.
23
Экспериментальная часть работы проводится на. базе учебного пакета. Вначале проводится сборка счетчика из элементов макета, затем исследование его характеристик с помощью осциллографа.Продолжительность работы - 4 часа.
Теоретические сведения
Счетчиком называется узел, предназначенный для подсчета количества импульсов, поступивших га его вход, а также для формирования и хранения двоичного "ода, соответствующего этому количеству. Счетчик, содержащий А/ триггеров, может иметь М^З* устойчивых состояний. Число М , характеризующее предельное число устойчивых состояний счетчика, называется модулем счета (или коэффициентом пересчета). После поступления на вход счетчика Л? импульсов в счетчике устанавливается первоначальное состояние.
По назначению различают суммирующие, вычитающие и реверсив
ные счетчики. Суммирующие счетчики выполняют микрооперацию счета
вида Cw.: = &/+/ f вычитающие счетчики - микрооперацию счета ви
да £V.« Cv -/ . Реверсивные счетчики реализуют оба указанных
вида счета. .
По способу переключения триггеров во время счета счетчики разделяются на асинхронные и синхронные. В асинхронных каждый триггер срабатывает сразу после поступления на его входы управ-- ляпцих сигналов. В синхронных переключение триггеров происходит в момент прихода синхронизирующего сигнала. При этом переход триггеров из одного состояния в другое зависит от значений сигна-. лов на управляющих входах. Таким образом, при изменении состояние асинхронного счетчика переключение триггеров происходит, последовательно во времени/ в синхронном очетчнке этот процесс протекает одновременно во всех разрядах.
По опособу организации переноса различают счетчики о последовательным, охвознну параллельным и групповым переносами.
Для построения счетчиков могут быть использованы интегральные триггеры рваных типов: Т . 2>. 2V, с/к с внутренней „задержкой, имеющие двухступенчатую структуру, а также 2) , 2>V , c//< о прямым и инверсным динамическим управлением. В счетчиках, построенных на двухступенчатых триггерах, изменение состояний про зходит по окончании счетного импульса. В счетчиках, построенных на триггерах о прямым динамическим управлением, изменение состояний происходит от положительного фронта счетного импульса;
24
если использованы триггеры с инверсным динамическим управлением -от отрицательного фронта.
. Быстродействие счетчика характеризуется следующими параметрами: временем задержки распространения сигнала в счетчике t&%су(*&./*£ максимальной^^ и рабочей^^чаототами . сигналов, поступающих на счетный вход счетчика.
Время задержки распространения £$^v{£j§./>.evJ сигнала в счетчике - интервал времени между входным и выходными сигналами при переходе напряжения на выходе счетчика от С/° к U'(или от и' к £/"), измеренный на уровне 0,5 логического перепада входного и выходного сигналов.
Разрешающее время tp счетчика - наименьший интервал времени между входными импульсами минимальной длительности, при котором сохраняется нормальная работа счетчика.
где max [£*\ £*"}- максимальное из времен £*f , iw переходов выходного логического элемента триггера из состояния "О" в состояние "I" или обратно. *
Так как в процессе работы требуется анализировать состояние счетчика и проводить съем и передачу выходного кода счетчика в другие узлы, то период Т работы счетчика должен включать в себя время icv считывания кода.
Обычно время перехода tч' (или ■£''") значительно меньше Азд.р.сч , поэтому г^о ~ ^ав,^>.с</ •
Время задержки распространения сигнала в счетчиках, построенных на двухступенчатых триггера , отсчитывается с момента окончания входного сигнала. В случае применения триггеров с динамическим управлением время задержки отсчитывается от того фронта входного сигнала, который вызывает переключение триггеров.
Рассмотрим принципы построения счетчиков разных типов.
Асинхронные двоичные счетчики с последователУ3" переносом. При построении асинхронных двоичных счетчиков используются счетные триггера, соединенные между собой цепями переносов. В каждом разряде счетчика, представленного на рис. 19а, в качестве Т-триг-гера использован 2>-тригтер с прямым динамическим синхронизиру^з-щии входом, обеспечивающий сложение двоичных сигналов по модулю"2~