что такое реверсивный счетчик

Реверсивный счетчик. Реверсивный счетчик – это счетчик у которого существует 2 цепи переноса:

Реверсивный счетчик – это счетчик у которого существует 2 цепи переноса:

Инкрементная цепь формируется с помощью прямых выходов разрядов счетчика, а декрементная с помощью инверсных выходов разрядов счетчика. Выбор между сигналами переносов разрядов счетчика определяется с помощью мультиплексоров, число которых равно n-1, а адресные входы мультиплексоров – объединены и их значение соответствуют режиму работы счетчика.

Существует 2 типа схем:

Чтобы получить 2-ю схему надо добавить к 1-й дизъюнкцию выделенной пунктиром области.

Если реверсивный счетчик работает не в полном диапазоне, то у него будет 3 условия сброса:

— R внешний сброс, переводящий счетчик в начальное значение;

— сброс при достижении конечного состояния, приводящий счетчик в начальное состояние;

— сброс при достижении начального состояния (при вычитании), который переводит счетчик в конечное состояние.

Дизъюнкция 1 и 2 условия образует сигнал сброса R₁, выполнение 3 условия – образуют сигнал сброса R₂.

Данные сигналы R₁ и R₂ разводятся на разряды счетчика следующим образом. Если соответствующие разряды начального и конечного состояний счетчика одинаковы, то на дизъюнкции формируется сигнал общего сброса из R₁ и R₂. Он подается на вход S, если значение разрядов равно 1 или на вход R, если значение разрядов равно 0. Если начальное и конечное значение разряда различны, то на вход R подается тот сигнал (R₁ или R₂), который требует установки разряда счетчика в 0, а на вход S, тот R₁ или R₂, который требует установки разряда счетчика в 1.

Источник

Реверсивный счётчик, принцип работы.

Реверсивный счётчик с последовательным переносом

Реверсивные счетчики могут работать как в режиме сложения, так и в режиме вычитания. Если за период времени T поступит К импульсов при работе счетчика в режиме суммирования и N импульсов при работе счетчика в режиме вычитания, то состояние счетчика будет равно K-N ( при условии, что число импульсов K и N может однозначно подсчитываться счетчиком). Число K-N может быть как положительным, так и отрицательным.

В режиме вычитания входные импульсы подаются на вход «-1», при этом на вход «+1» подаётся лог. 0. В режиме сложения входные импульсы подаются на вход «+1», а на вход «-1» следует подать лог. 0.

Описанные выше счетчики однонаправленные и считают на увеличение, однако на практике часто необходимо менять направление счета в процессе работы. Счетчики, которые в процессе работы могут менять направление счета называются реверсивными.

Первый эксперимент касается оценки частотных, заметьте не нелинейных, а частотных, искажений, возникающих в усилителе с помощью генератора прямоугольных импульсов.

Посмотрим, как реагируют на прохождение прямоугольных импульсов разные электрические RC цепи (это же относится и к LC, и к LR, и к LCR цепям).

Для этого в программе Qucs мы будем пользоваться источником прямоугольных импульсов и такими компонентами, как резисторы, конденсаторы и индуктивности. Если в вашем арсенале приборов есть осциллограф, генератор прямоугольных импульсов или функциональный генератор, то было бы очень полезно повторить эти простые опыты на макетной плате.

На рисунке представлена обычная интегрирующая RC цепочка из резистора R1 и конденсатора C1. Сопротивление R2 — это сопротивление нагрузки, скажем, входное сопротивление осциллографа. Когда мы говорили о частотных свойствах усилителей, рассматривалиамплитудно-частотныехарактеристики каскадов усилителя, то каждый из них можно было рассматривать как идеальный, нечастотно-зависимыйусилитель, к которому добавляется подобная эквивалентная RC цепь.

Для решения различных измерительных задач, для исследования импульсных характеристик микросхем и электронных приборов, для испытаний логических схем и устройств требуются источники электрических сигналов со строго определенными параметрами. Наиболее широко применяются импульсные генераторы, которые выдают видеоимпульсы прямоугольной формы в широком временном, частотном и амплитудном диапазонах: от долей наносекунд до единиц секунд, от долей герц до сотен мегагерц, от долей милливольт до десятков вольт.

Элементы формы реального прямоугольного импульса определены стандартом (рис. 2.5).

Рис.2.5 – Параметры прямоугольного импульсного сигнала.

Искажения формы сигнала связаны с ограничением полосы пропускания канала У. Ограничение со стороны низких частот влекут за собой осцилляции и спад на вершине. Ограничение со стороны высоких частот вызывает увеличение t_ф и t_ср, и появление выбросов на плоской части импульса.

При исследовании импульсных сигналов большое значение приобретает переходная характеристика осциллографа, которая представляет собой изображение единичного скачка напряжения (рис. 2.6).

Рис. 2.6 – Переходная характеристика осциллографа.

Параметром является время нарастания t_н – интервал времени, в течение которого луч проходит путь от уровня 0,1 до уровня 0,9 от установившегося значения. Если плоская часть переходной характеристики имеет выброс d или осцилляции, то используется дополнительный параметр t_у – время установления, отсчитываемое от момента уровня сигнала 0,1 до момента уменьшения осцилляций до заданного уровня.

При измерении параметров прямоугольных импульсов длительность фронта включает в себя время нарастания переходной характеристики. Когда они соизмеримы, время нарастания необходимо исключить.

При длительности фронта, во много раз превышающей время нарастания переходной характеристики, на изображении импульса никаких выбросов не наблюдается.

Генера́тор (лат. generator «производитель») — устройство, производящее какие-либо продукты, вырабатывающее электроэнергию или преобразующее один вид энергии в другой.

Основными динамическими параметрами, представленными на осциллограмме рис. 12.13, являются:

время задержки включения ИС t 1,0зд

время задержки выключения ИС t 0,1зд

время задержки распространения сигнала при включении ИС t 0,1 зд р

время задержки распространения сигнала при выключении ИС t 1,0 зд р

Измерение передаточной характеристики. Передаточную характеристику элемента И можно получить, как показано на рис. 12.14. Напряжение от генератора линейно изменяющегося напряжения 61 подается на ИС и на Х-пластины ЭЛТ. На вертикально отклоняющие пластины подается напряжение с выхода устройства. По получающейся на экране характеристике можно определить:

выходные напряжения логического нуля U°вых и логической единицы U 1 вых, рабочие точки типовых режимов U1 и U2; пороговые напряжения; ширину активной области; запас статической помехоустойчивости; необходимые напряжения сигналов, переводящие схему из состояния нуля в единицу и наоборот.

Измерение выходной характеристики интегральной микросхемы.

Входное напряжение (рис. 12.15) изменяется от значения логического нуля до значения логической единицы, при этом определяют I 0 вх и I 1 вх

Коэффициент разветвления по выходу, определяющий возможность использования данной ИС в комплексе с другими, т. е. их нагрузочную, способность, может быть определен по данным Iвх и Iвых:

I = I 0 вых/I 0 вх, К = I’вых/I 1 вх

Из значений К 0 и К 1 выбирается минимальное.

Измерение динамических параметров цифровых интегральных микросхем.

Причины ложных срабатываний логических элементов

Рассмотрим логическую конструкцию Y = .

При построении этой функции на элементах И-НЕ ее необходимо преобразовать, представив в виде инверсии конъюнкций.

Y =

Схема, реализующая эту функцию, показана рис. 1.31.

Рис. 1.31 Схема прохождения сигнала двумя путями

Диаграмма переключений приведена на рис. 1.32.

Рис. 1. 32 Диаграмма переключения схемы (рис. 1.31)

Пусть входной сигнал перешел от «0» к «1». В момент сигнал достигнет порогового уровня и начнется переключение элемента DD1. Сигнал на его выходе станет в момент , отстоящий от на . Поэтому в течение времени на входы DD2 поступают сигналы, превышающие , то есть соответствующие логическим единицам. Следовательно, DD2 одновременно с DD1 начнет переключаться с 1 на 0. В момент создадутся условия для обратного переключения элемента DD2. Через время на выходе уровень напряжения достигнет , следовательно на выходе устройства восстановится логическая «1».

Из диаграммы видно, что за время единичный уровень на выходе изменился на нулевой, то есть правильность выполнения логической операции нарушилась, так как на выходе Y = всегда должна быть логическая «1». Это явление получило название «состязаний» или «гонок».

В триггерах также возможны «состязания» между внешними сигналами и сигналами обратной связи. Устранения ошибок от ложных срабатываний в логических цепях можно добиться путем временного разделения сигналов, исключающих подобные явления. Вырабатываемое логическим устройством напряжение в этом случае передается на последующие устройства не непрерывно и не в произвольные моменты времени, а только в такие моменты, когда искажение правильных значений выходного сигнала за счет «состязаний» заведомо исключено.

Конъюнкция

Это отражает аналогию с арифметическим умножением: умножение любого числа и набора чисел на 0 в результате вернёт всегда 0. Эта логическая операция коммутативна: порядок, в котором она получает входные параметры, никак не повлияет на конечный результат вычисления. Другим свойством этой функции является ассоциативность, или сочетательность. Это свойство позволяет при вычислении последовательности бинарных операций не учитывать порядок вычисления. Поэтому для 3 и более последовательных операций логического умножения нет необходимости учитывать скобки. В программировании эта функция используется зачастую для того, чтобы убедиться в том, что специфические команды выполнятся только при выполнении совокупности определённых условий. Дизъюнкция

Источник

Счетчики (суммирующие, вычитающие и реверсивные): принципы построения и работа счетчиков, счетчики с произвольным коэффициентом пересчета

Содержание

Классификация

Счетчики классифицируются по следующим параметрам:

по типу формирования переноса внутри счетчика

Последовательные суммирующие счетчики

Счетчики с последовательным переносом

Рис.2 Временные диаграммы

Рис.3 Суммирующий счетчик с последовательным переносом

Счетчики с параллельным переносом

Рис.4 Суммирующий счетчик с параллельным переносом

Счетчики с комбинированным переносом

Последовательные вычитающие счетчики

Рис.5 Вычитающий счетчик

Рис.6 Временные диаграммы вычитающего счетчика

Переключение i-ого разряда осуществляется тогда, когда все разряды от 0-ого до (i-1)-ого равны нулю.

Рис.7 Вычитающий счетчик

Сигнал снимается с инверсного выхода.

Реверсивные счетчики

Реверсивный счетчик складывает(по фронту) и вычитает(по спаду) одновременно. Для сброса в нулевое состояние используется универсальный триггер.

Рис.8 Реверсивный счетчик

Схема счетчика с предустановкой

Рис.9 Счетчик с сигналом предустановки

Построение счетчиков с произвольным модулем пересчета

Рис.10 Счетчик, считающий по mod10

Рис.11 Временные диаграммы

Кольцевые счетчики

Рис.12 Кольцевой счетчик, считающий по mod3

Счетчики на JK-триггерах

Добавление дополнительных состояний

Рис. 13 Добавление нового состояния

С приходом n-ого импульса счетчик переключается в 0, а добавленный триггер в 1. С приходом следующего импульса счетчик не переключается, а добавленный триггер

Счетчики с произвольным порядком пересчета

Построенные на основе D-триггеров

Рис.14 Структурная схема

Рис.15 Счетчик с произвольным порядком пересчета и его граф состояний

Рис.16 Граф состояний

Каждый разряд булевой функции определяет значение счетчика.

Построенные на основе T-триггеров

Рис.17 Структурная схема

Рис.18 Счетчик с произвольным порядком пересчета

Источник

СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РЕВЕРСИВНОГО СЧЕТЧИКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является исследование работы реверсивного счетчика.

СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Реверсивным называется счетчик, который может работать как в ре­жиме суммирования, так и в режиме вычитания. Направление счета в ре­версивном счетчике определяется способом передачи сигнала между триг­герами соседних разрядов, таким образом, реверсивный счетчик должен обязательно содержать в своем составе устройства, выполняющие функ­цию управления последовательностью счета. Счетчики находят широкое применение в вычислительных и управляющих устройствах, цифровых измерительных приборах. Отметим, что счетчик является цифровым ана­логом генератора линейно изменяющегося напряжения, т.к. на его выходе может быть сформирован линейно изменяющийся код.

В зависимости от выбранного способа управления внутренними триггерами реверсивные счетчики могут быть как асинхронными (после­довательными) так и синхронными (параллельными). Для построения асинхронного реверсивного счетчика достаточно с помощью коммутаци­онных узлов обеспечить подачу сигналов с прямого (при суммировании) или с инверсного (при вычитании) выхода предыдущего триггера на вход

последующего триггера.

На рис. 14.1 показан один из вариантов построения асинхронного двойного реверсивного счетчика.

В этой схеме в качестве коммутационного узла использованы логические элементы «Исключающее ИЛИ». При V = 0 элементы «Исключаю­щее ИЛИ» работают как повторители входных логических сигналов, в ре­зультате чего реализуется схема суммирующего счетчика. При V 1 эле­менты «Исключающее ИЛИ» инвертируют выходные сигналы триггеров предыдущих каскадов, в результате чего схема выполняет функции вычи­тающего счетчика

Последовательные счетчики проще параллельных по устройству, но работают медленнее, кроме того, при переключении последовательной це­почки триггеров из-за задержки распространения тактового сигнала на их выходах могут кратковременно возникать ложные комбинации сигналов, нарушающие нормальную работу счетчика. В результате при смене на­правления счета записанная информация может быть потеряна.

Более совершенным в этом плане является синхронный реверсивный счетчик, в котором счетные импульсы поступают одновременно на входы всех триггеров. Примером синхронного реверсивного четырехразрядного счетчика является интегральная микросхема К555ИЕ7. Условное графиче­ское обозначение счетчика К555ИЕ7 приведено на рис. 14.2.

Рис. 14.2. Условное графическое обозначение счетчика К555ИЕ7

Временная диаграмма переключений реверсивного счетчика показана на рис. 14.3

Рис. 14.3. Временная диаграмма переключений реверсивного счетчика

В зависимости от состояний входов возможны следующие режимы

Работы реверсивного счетчика (табл. 14.1):

состоянии, что обозначено в таблице символом х;

р е ж и м п а р а л л е л ь н о й з а п и с и обеспечивает-

ся, когда L=0, при этом кодовые наборы, установленные на информацион- ных входах, повторяются на выходах соответствующих разрядов, незави-

симо от состояния счетных входов;

с б р о с с ч е т ч и к а осуществляется подачей высокого

уровня напряжения на вход R, что приводит к отключению всех других

входов и запрещению записи. В результате на информационных выходах

устанавливаются сигналы Q = 0 (n 0, 1, 2, 3) на выходе окончания счета

на увеличение — сигнал PU = 1, а сигнал на выходе окончания счета на уменьшение PD дублирует состояние счетного входа CD. Во всех других

Таблица 14.1

— символ ↑ обозначает фронт тактового сигнала.

Режимы сброса и параллельной записи используются для начальной

установки счетчика. Режим счета является основным рабочим режимом устройства.

Источник