Tc_02	Liczniki
C	Wójtowicz Łukasz Zbójnowicz Mateusz	2002/2003
3EY
AGH	Podstawy Sterowania Logicznego	KANIUP

I. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą działania liczników synchronicznych i asynchronicznych.

II. Wstęp

Licznikiem nazywany jest sekwencyjny układ cyfrowy służący do zliczania i pamiętania liczby impulsów podawanych w określonym przedziale czasu na jego wejście zliczające.

Oprócz wejścia impulsów zliczających, licznik ma zazwyczaj wejście ustawiające jego stan początkowy asynchronicznie względem impulsów zliczanych lub synchronicznie z nimi. Ustawienie wszystkich przerzutników, wchodzących w skład licznika, w stan ) nazywa się zerowaniem.

III. Wykonanie ćwiczenia:

1. Zamodelować wykorzystując podstawowe bramki i standardowe przerzutniki , oraz przebadać :

1. Binarny asynchroniczny licznik modulo 8 zliczający w przód .

2. Binarny asynchroniczny licznik modulo 8 zliczający w tył .

Licznik asynchroniczny modulo 8 otrzymaliśmy łącząc szeregowo 3 „dwójki liczące”. Wejście liczące każdej dwójki, oprócz pierwszej, jest połączone z wyjściem pozycyjnym Q dwójki poprzedzającej. W tym przypadku przerzutnik pierwszy reprezentuje wagę 2⁰, waga następnego 2¹, a ostatniego 2². Wartość impulsów reprezentowaną przez stan licznika w danej chwili uzyskuje się jako wynik sumowania wag dziesiętnych przerzutników będących aktualnie w stanie 1. Przerzutniki wyzwalane są zboczem opadającym (przy zmianie stany 1 na 0).

Poszczególne stany wejścia i stany przerzutników:

we

A

B

C

0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3

A

B

C

0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5

Jeden układ realizuje odliczanie w przód i w tył.

Przedstawiony licznik charakteryzuje się ośmioma stanami. Przerzutnik A tego licznika zmienia swój stan za każdym pojawieniem się zmiany impulsu wejściowego z 1 na 0, a więc dzieli częstotliwość impulsów wejściowych przez 2. Przerzutnik B rozpatrywanego licznik zmienia swój stan za każdym pojawieniem się zmiany stanu z 1 na 0 przerzutnika A, a więc na wyjściu Q przerzutnika B otrzymuje się impulsy o częstotliwości cztery razy mniejszej niż częstotliwość impulsów wejściowych. Na wyjściu przerzutnika C mamy sygnał o częstotliwości osiem razy mniejszej niż wejściowy.

Oszacować minimalny i maksymalny czas stanu przejściowego w modelowanych licznikach .

Jeśli przyjmiemy, że czas przejściowy każdego z przerzutników licznika wynosi 50[ns] , to minimalny czas stanu przejściowego zachodzi przy zadziałaniu jednej dwójki liczącej czyli 50[ns], natomiast maksymalny czas wystąpi gdy wszystkie trzy przerzutniki zmieniają wartości, czyli 150[ns].

2. Zamodelować wykorzystując podstawowe bramki i standardowe przerzutniki , oraz przebadać :

1. Binarny synchroniczny licznik modulo 8 zliczający w przód z przeniesieniami równoległymi .

A		B	C
0	0	0	0
1	1	0	0
2	0	1	0
3	0	1	1
4	1	0	0
5	1	0	1
6	1	1	0
7	1	1	1




Jeżeli liczba przerzutników w liczniku wynosi 3, to opóźnienie wypadkowe wynosi

50+20+20=90[ns].

b. Binarny synchroniczny licznik modulo 8 zliczający w tył z przeniesieniami szeregowymi .




Jeżeli liczba przerzutników w liczniku wynosi 3, to opóźnienie wypadkowe wynosi

50+(3-2)20=70

3. Zamodelować wykorzystując podstawowe bramki i standardowe przerzutniki , oraz przebadać :

Dla obu dekad opracować dekodery „1z n” , zamodelować i połączyć z dekadami .

1. Licznik modulo 10 w kodzie BCD .




A		B	C	D
0	0	0	0	0
1	1	0	0	0
2	0	1	0	0
3	1	1	0	0
4	0	0	1	0
5	1	0	1	0
6	0	1	1	0
7	1	0	1	0
8	0	0	0	1
9	1	0	0	1






b. Licznik modulo 10 w kodzie Johsona .

Tablica kodu Johnsona:

A		B	C	D	E
0	0	0	0	0	0
1	1	0	0	0	0
2	1	1	0	0	0
3	1	1	1	0	0
4	1	1	1	1	0
5	1	1	1	1	1
6	0	1	1	1	1
7	0	0	1	1	1
8	0	0	0	1	1
9	0	0	0	0	1

A B C D E







LABORATORIUM MIKROKOMPUTEROWE SYSTEMÓW CZASU RZECZYWISTEGO

3

LICZNIKI





dekoder










dekoder

Sygnały na wyjściach |Q

Odliczanie w tył

Sygnały na wyjściach Q

Odliczanie w przód

---