Суммирующий счетчик параллельного действия

Принцип действия данного счетчика заключается в том, что входной сигнал, содержащий счетные импульсы, подается одновременно на все разряды данного счетчика. А установкой счетчика в состояние лог.0 или лог.1 управляет схема управления. Схема данного счетчика показана на рис.6.

 

Рис. 6 Суммирующий счетчик параллельного действия

 

·   Разряды счетчика - триггеры DD1.1, DD1.2, DD2.1.

·   Схема управления - элемент DD3.1.

·   Достоинство данного счетчика - малое время установки, не зависящее от разрядности счетчика.

·   Недостаток - сложность схемы при повышении разрядности счетчика.

 

Составление таблицы функционирования счетчика

счётчик импульс принципиальный триггер

Таблица функционирования отражает двоичный код всех предыдущих и последующих состояний триггеров в момент времени до (Qn) и после (Qn+1) прихода очередного входного сигнала.

 

N	Q3n	Q2n	Q1n	Q0n	Q3n+1	Q2n+1	Q1n+1	Q0n+1	FQ3	FQ2	FQ1	FQ0
0	1	1	1	1	1	1	1	0	1	1	1	▼
1	1	1	1	0	1	0	1	1	1	▼	1	▲
2	1	0	1	1	1	0	1	0	1	0	1	▼
3	1	0	1	0	0	1	1	1	▼	▲	1	▲
4	0	1	1	1	0	1	1	0	0	1	1	▼
5	0	1	1	0	0	0	1	1	0	▼	1	▲
6	0	0	1	1	0	0	1	0	0	0	1	▼
7	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0	▼	▲
8	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	▼
9	0	0	0	0	1	1	1	1	▲	▲	▲	▲

Составление карт Карно функций управления входов J и K для каждого триггера

 

Исходя из значений функций переходов, строим карты функций переходов F3, F2, F1, F0 соответственно для триггеров Т3,Т2,Т1,Т0.

 

FQ3			Q1				FQ2			Q1				FQ1			Q1				FQ0			Q1
	▲	0	0	0				▲	0	0	0				▲	0	1	▼				▲	▼	▼	▲
Q2	-	-	0	0			Q2	-	-	1	▼			Q2	-	-	1	1			Q2	-	-	▼	▲
	-	-	1	1	Q3			-	-	1	▼	Q3			-	-	1	1	Q3			-	-	▼	▲	Q3
	-	-	1	▼				-	-	0	▲				-	-	1	1				-	-	▼	▲
		Q0							Q0							Q0							Q0
J3			Q1				J2			Q1				J1			Q1				J0			Q1
	1	0	0	0				1	0	0	0				1	0	Х	Х				1	Х	Х	1
Q2	-	-	0	0			Q2	-	-	Х	Х			Q2	-	-	Х	Х			Q2	-	-	Х	1
	-	-	Х	Х	Q3			-	-	Х	Х	Q3			-	-	Х	Х	Q3			-	-	Х	1	Q3
	-	-	Х	Х				-	-	0	1				-	-	Х	Х				-	-	Х	1
		Q0							Q0							Q0							Q0
K3			Q1				K2			Q1				K1			Q1				K0			Q1
	Х	Х	Х	Х				Х	Х	Х	Х				Х	Х	0	1				Х	1	1	Х
Q2	-	-	Х	Х			Q2	-	-	0	1			Q2	-	-	0	0			Q2	-	-	1	Х
	-	-	0	0	Q3			-	-	0	1	Q3			-	-	0	0	Q3			-	-	1	Х	Q3
	-	-	0	1				-	-	Х	Х				-	-	0	0				-	-	1	Х
		Q0							Q0							Q0							Q0

 

Составление минимизированных логических уравнений.

 

С помощью карт Карно получаем минимизированные логические уравнения для каждого из входов каждого триггера.

 

 

Для упрощения проектирования счетчика я заменила полученные логические уравнения, по правилу Де - Моргана, которое выглядит следующим образом:

 

 Применим к логическому уравнению

 

Выбор элементной базы

Выбор типа логики

 

Следующим шагом в синтезе счетчика является выбор типа логики и разработка принципиальной схемы исходя из сделанного выбора логики.

Выбор типа логики осуществляют, соблюдая требования, предъявляемые к счетчику. И отдельно к интегральной микросхеме. В свою очередь электрические параметры микросхемы установлены рядом Государственных стандартов Российской Федерации: ГОСТ 19480-74; ГОСТ 18683-73; ГОСТ 19799-74; ГОСТ 22565-77.

1. U0 = 0.5 (В)

2. U1 = 6 (В)

3. I потр = 70 (мА) - для блока счёта.

4. f max = 5 (МГц)

Поставленным условиям удовлетворяет серия К531 из логики ТТЛШ. Её я и взяла за основу.

 

Разработка принципиальной схемы и блока индикации

 

Из выбранной серии я взяла:

·   1 микросхему "4 элемента 2И-НЕ" - К5315ЛА3;

·   "   2 микросхемы "2 J-K-триггера cо сбросом" - К531ТВ11;

·   "   2 микросхемы "3 элемента 3И" - К531ЛА4.

·   "   1микросхема "2 логических элемента 4И-НЕ" - К531ЛА16П

Кроме того взяты:

·   2 кнопки - КМ1-1;

·   4 резистора номиналом 1кОм;

·   4 резистора номиналом 260 Ом;

·   4 светодиода - L-3012GD.