Разработка четырёхразрядного счётчика со сквозным переносо (стр. 1 из 3)

ТРИГГЕРЫТриггер представляет собой устройство с двумя устойчивыми состояниями, содержащее запоминающий элемент (собственно триггер) и схему управления. Схема управления преобразует поступающую на ее входы А₁₍ … , А_пинформацию в комбинацию сигналов, действующих непосредственно на входы собственно триггера, характеризующего состояние устройства в целом.

На рис.1 приведена обобщенная структурная схема триггерного устройства (ТУ), где УУ — устройство управления; Т — собственно триггер; S' и R' - входы собственно триггера; А₁, ..., А_n—информационные входы ТУ; С₁ ..., С_n— тактовые (синхронизирующие) входы; Q и Q = Р — прямой и инверсный выходы ТУ.Однако возможны и более простые варианты схем ТУ, например такие, в которых отсутствуют тактовые входы или вообще исключено устройство управления.
В настоящее время в интегральной схемотехнике применяются десятки разновидностей схем ТУ, отличающихся выполняемой функцией, схемотехнической реализацией, способом записи информации и т. д.В основу классификации интегральных триггеров положены функциональный признак и способ записи информации в триггер.Функциональная классификация (рис 2) является наиболее общей и представляет собой классификацию триггеров по виду логического уравнения, характеризующего состояние входов триггера в момент времени до его срабатывания (t_n— 1) и после его срабатывания (t_n).Классификация по способу записи информации (рис. 3) характеризует временную диаграмму работы триггера, т. е. определяет ход процесса записи информации в триггер.

СОДЕРЖАНИЕ1. Введение 22. Техническое задание и исходные данные 33. Триггеры 4I RS-триггер 6II D-триггер 8IIIT-триггер9IV JK-триггер 104. Счётчики 125. Счетчик со сквозным переносом 136. Выбор ИМС, с помощью которых реализуется счётчик 157. Принципиальная схема ИМС, её описание и основные параметры 158. Пояснительная записка 179. Список литературы 18
*Разработка четырёхразрядного счётчика со сквозным переносом*	Литера			Масса		Масштаб
	Изм	Лист	№ документа	Подпись	Дата
	Разработал
	Проверил
	Т. Контр		Лист 1				Листов 18
Н. Контр
Утвердил

ВВЕДЕНИЕВВ составе серий ТТЛ выпускаются микросхемы , содержащие RS-, D- и JK-триггеры (на многотриггерных схемах можно построить: регистры , память малой ёмкости, счётчики ).Почти каждая сложная цифровая система содержит несколько счетчиков. Назначение счетчика очевидно: это подсчет числа некоторых событий или временных интервалов, либо упорядочение событий в хронологической последовательности. Кроме того, счетчики могут выполнять и не столь очевидные функции: их, например, можно использовать для адресации, в качестве делителей частоты и элементов памяти.В данном проекте мною будет разработан четырёхразрядный счётчик со сквозным переносом, выполненный на JK-триггере
Арк
2
2	Зм	Літ	№ докум	Підпис	Дата
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕРазработка четырёхразрядного счётчика со сквозным переносом. Исходные данныеСчётчик выполнить на JKтриггерах
Арк
3
3	Зм	Літ	№ докум	Підпис	Дата

Отличительной особенностью асинхронных триггеров является то, что запись информации в них осуществляется непосредственно с поступлением информационного сигнала на его вход. Запись информации в тактируемые (синхронные) триггеры, имеющие информационные и тактовые входы, осуществляется только при подаче разрешающего, тактирующего импульса (ТИ).

В свою очередь, тактируемые триггеры подразделяются на триггеры, работающие по уровню ТИ (срабатывание триггера происходит одновременно с поступлением тактирующего сигнала), и на триггеры с внутренней задержкой (срабатывание триггера происходит после окончания действия тактового сигнала).

Тактируемые триггеры, работающие по уровню ТИ, могут быть однотактными и многотактными. Тактируемые триггеры с внутренней задержкой являются, как правило, однотактными. Многотактные (п-тактные) триггеры характеризуются тем, что формирование нового состояния собственно триггера завершается с поступлением п-го тактового импульса (п = 2, 3, 4, ...).

Изменяя организацию устройства управления, способ подключения выходов триггера С и <3 ко входам схемы управления, можно получить триггеры различного типа, отличающиеся видом реализуемой функции. Так, для ТУ с одним информационным входом А и двумя выходами Qи Q, когда возможныo два логических состояния на входе-О и 1 (А = О или А = 1) и пять логических состояний на выходах: О, 1, Q, Q и Ø, можно получить 25 функциональных типов триггерных устройств (подобно тому, как для двух аргументов х_ги х₂ можно получить 16 элементарных функций).

Выходные состояния триггера О, 1, Q, Q и Ø обозначают следующее:

О — триггер постоянно находится в состоянии Q = 0 независимо от логического уровня на входе A; 1 — триггер постоянно находится всостоянии Q = 1 независимо от логического уровня на входе А;

Арк 5 Зм Літ № докум Підпис Дата

Q— состояние триггера не изменяется при изменении информации на входе A; Q— состояние триггера изменяется на противоположное при изменении информации на входе A; Ø— неопределенное состояние триггера.

Из 25 возможных одновходовых ТУ практически применение находят T-триггер и D-триггер и некоторые их разновидности.

Для триггерных устройств с двумя входами и пятью вышеперечисленными состояниями выходов существует 5⁴ возможных типов ТУ.

Из них в практических устройствах в основном применяются RS-, R-, S-, E-, JK-триггеры и некоторые их модификации.

Формально при n-входовой схеме управления можно создать 5²ⁿтриггерных устройств.

RS-Триггеры

Рис. 4 /R/S-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с двумя ЛЭ И-НЕ

На рис. 4 показан простейший триггер - типа /R/S. Здесь использованы только два ЛЭ И-НЕ. Назначение входов: /S-для установки триггера в единичное состояние и /R - для возвращения в нулевое состояние. Черточки над обозначениями входов показывают, что переключение триггера происходит, когда входное напряжение высокого уровня сменяется напряжением низкого уровня (рис. 4. а). Нетрудно видеть, что когда на входы не поступают сигналы, триггер сохраняет свое состояние. Если, например, Q = 1 и /Q = 0, т. е. триггер в единичном состоянии, то, поскольку выход DD1 связан с одним из входов DD2, а выход DD2 - с одним из входов DD1, на двух входах DD2 действует напряжение высокого, а на выходе - низкого (/Q = 0) уровня. В то же время на одном из входов DD1 напряжение низкого, а на выходе - высокого уровня. Если теперь на вход /S поступает сигнал с обозначенной полярностью (момент t1, рис. 4.1, а), состояние триггера не изменится, потому что поступление сигнала на второй вход DD1 временно изменит только сочетание сигналов на

Арк 6 Зм Літ № докум Підпис Дата

входах (до подачи сигнала оно было 1 и 0, а стало 0 и 0), но выходное состояние DD1 остается при этом неизменным.Из сказанного следует, что смена состояния триггера происходит только при чередовании сигналов низкого уровня на входах /S и /R. При этом, если такие сигналы поступят на оба входа одновременно, то после их прекращения состояние триггера станет неопределенным (состояние Q = 0 или Q = 1 равновероятно). Поэтому одновременная подача сигналов низкого уровня на оба входа не разрешается.

Работа /R/S-триггера характеризуется таблицей состояний (индексы n и n+1 означают принадлежность сигнала моменту времени t_n и следующему за ним t_n+1):

/R_n	/S_n	Q_n+1	/Q_n+1
1	1	Q_n	/Q_n
1	0	1	0
0	1	0	1
0	0	неопределенное состояние

Не разрешается одновременная подача напряжения низкого уровня на оба входа /R/S-триггера. Триггер типа RS, как и /R/S-триггер, "запоминает", на какой из двух входов (R или S) поступил последний сигнал: если на вход R, триггер находится в нулевом состоянии (Q = 0 и /Q = 1), а если на вход S, то в единичном состоянии (Q = 1 и /Q = 0).

Рис. 5. RS-триггер: А - временная диаграмма работы, Б - условное графическое обозначение, В - схема с четырмя ЛЭ И-НЕ.

На рис. 5 показана схема RS-триггера, выполненного на ЛЭ И-НЕ. Она отличается от схемы /R/S-триггера тем, что к каждому входу добавлено по инвертору (DD3 и DD4), которые только обеспечивают необходимый уровень входных сигналов.