Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
нулевое состояние. Затем импульсы, подлежащие счету, подаются на тактовый
вход, так что с приходом каждого входного импульса логическая единица
передвигается из одного триггера в другой. После девяти импульсов в
триггер с номером 9 запишется логическая 1, а следующий импульс
восстановит начальное состояние. Соединение выхода триггера с номером 9
со входом другого кольцевого счетчика позволит записывать в него десятки,
а еще один кольцевой счетчик сможет записывать сотни. Несмотря на
очевидное изящество этой схемы, почти всегда более удобно считать в
двоичном виде, а затем преобразовывать выход двоичного счетчика в
десятичный вид.
Другим применением кольцевого счетчика является замена им распределителя
в электронной системе зажигания автомобиля. Вместо механического кулачка,
размыкающего и замыкающего контактные точки для создания искры зажигания,
с помощью оптического или магнитного датчика, расположенного на маховике
двигателя, формируются тактовые импульсы. Здесь используется сдвиг
логической 1 по кругу в кольцевом счетчике, который имеет по одному
разряду на каждый цилиндр двигателя. Фазу тактового импульса можно
тщательно выставить так, чтобы логическая 1 появлялась на каждом каскаде
точно в нужное время для зажигания смеси. Коррекция момента зажигания
устанавливается, таким образом, без труда и, более того, однажды
установленный, он никогда не будет изменяться, поскольку в электронном
распределителе отсутствует механический износ.
Схему регистра сдвига, приведенную на рис. 13.27, можно применять в
качестве основной для экспериментов со всеми типами регистров сдвига и
кольцевыми счетчиками. В качестве /А'-триггера рекомендуется ИС 74LS76:
каждая микросхема содержит два триггера, срабатывающих по отрицательному
фронту с отдельными входами установки и сброса. Цоколевка этой схемы дана
в Приложении 4.
394 Цифровые логические схемы
13.12 Двоичный счет
13.12.1 Введение
Одной из наиболее важных функций цифровой электроники является счет. За
исключением только что рассмотренного кольцевого счетчика, счет, как
правило, выполняется в двоичной системе, поскольку мы всегда имеем дело
со схемами, имеющими два состояния. Преобразование двоичного
представления числа в десятичное легко осуществляется всего одной ИС
дешифратора.
Основным элементом большинства двоичных счетчиков является триггер типа
ведущий-ведомый или триггер, срабатывающий по фронту, используемые в
режиме переключения (смены состояния) при поступлении каждого тактового
импульса. На рис. 13.28 показан 4-разрядный двоичный счетчик,
образованный включенными последовательно //^-триггерами. На все входы J и
К подана логическая 1, так что триггеры работают в режиме переключения.
Выходы всех триггеров первоначально можно установить в нулевое состояние
подавая на короткое время логическую 1 на общий вход сброса. После этого
схема готова считать входные импульсы. Результат двоичного счета
получается на выходах с А по D, и важно отметить, что выход А, хотя и
расположен слева, в действительности является младшим значащим разрядом
(МЗР). Поэтому число следует читать в следующем порядке: DCBA, и таблица
на рис. 13.29 подтверждает это.
а в с D
(логическая 1)
Рис. 13.28. 4-разрядный двоичный счетчик, образованный последовательно
включенными Ж-триггерами.
ИС 74LS93 (аналог 555ИЕ5 - Прим. перев.) является 4-разрядным двоичным
счетчиком; на рис. 13.30 показаны цоколевка этой ИС и ее внутреннее
устройство. Отметим, что триггер А не соединен с тремя другими для того,
чтобы иметь возможность независимого счета до 2 и до 8. Триггер А считает
импульсы, поступающие на его вход по модулю 2, тогда как на выходах
триггеров В, С и D присутствует результат счета импульсов, поступающих на
Двоичный счет 395
Число входных импуль- сов D с в А
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
1 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 1 0 1 0
II 1 0 1 1
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1
Рис. 13.29. Значения сигналов на выходах 4-разрядного двоичного счетчика.
Вход Выход Выход Выход Выход
Л NC 4 D GND В С
Рис. 13.30. 4-разрядный двоичный TTJI-счетчик 74LS93: цоколевка и
внутреннее устройство. NC означает не используемые выводы. GND - вывод
заземления.
вход триггера В, по модулю 8. Все триггеры имеют общую шину сброса. Для
создания обычного 4-разрядного счетчика выход триггера А соединяется с
входом триггера В.
396 Цифровые логические схемы
На рис. 13.31 показаны сигналы на входе и выходах 4-разрядного двоичного
счетчика, где видно, что все выходные сигналы имеют коэффициент
заполнения равный единице, а частота их следования понижается каждым
триггером вдвое. Стоит заметить, между прочим, что если для различных
целей при проведении экспериментов требуется прямоугольный сигнал с
коэффициентом заполнения равным единице, то простейший путь достичь
полной симметрии состоит в следующем: генерируются периодические импульсы
