Цель работы: изучение цифровых счётчиков и приобретение навыков в их разработке и экспериментальном исследовании.
Подготовка к лабораторной работе
1. По конспекту лекций изучить работу наиболее распространенных типов цифровых счетчиков (делителей частоты):
- асинхронные двоичные счетчики;
- синхронные двоичные счетчики;
- недвоичные счетчики с обратной связью;
- недвоичные счетчики с предварительной записью;
2. Изучить принципиальную схему лабораторного стенда LESO2 и определить какую часть исследуемой схемы можно реализовать аппаратно, а какая будет реализована с помощью среды автоматизированного проектирования Quartus II.
3. Разработать принципиальные схемы исследования цифровых счетчиков (для отображения внутреннего состояния цифрового счетчика кроме светодиодов подключить семисегментные индикаторы)
Задание к работе
1.Исследовать асинхронный суммирующий счетчик
Соединить четыре JK триггера в схему суммирующего счетчика.
Вход синхронизации первого триггера подключить к одному из переключателей
Подавая на вход счетчика импульсы с помощью ключа S1 и наблюдая за состояниями светодиодных индикаторов
Таблица 1. Логические уровни на выходах суммирующего счетчика
C | Q0(t) | Q1(t) | Q2(t) | Q3(t) | Показания индикатора |
---|---|---|---|---|---|
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ |
2.Исследовать асинхронный вычитающий счетчик
Соединить четыре JK триггера в схему вычитающего счетчика. Вход синхронизации первого триггера подключить к одному из переключателей
Подавая на вход счетчика импульсы с помощью ключа S1 и наблюдая за состояниями светодиодных индикаторов
Таблица 2. Логические уровни на выходах вычитающего счетчика
C | Q0(t) | Q1(t) | Q2(t) | Q3(t) | Показания индикатора |
---|---|---|---|---|---|
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- |
3.Исследовать синхронный суммирующий счетчик
Соединить четыре JK триггера в схему суммирующего синхронного счетчика. Вход синхронизации первого триггера подключить к одному из переключателей
Подавая на вход счетчика импульсы с помощью ключа S1 и наблюдая за состояниями светодиодных индикаторов
Таблица 3. Логические уровни на выходах суммирующего счетчика
C | Q0(t) | Q1(t) | Q2(t) | Q3(t) | Показания индикатора |
---|---|---|---|---|---|
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ | |||||
-|_ |
4.Исследовать синхронный вычитающий счетчик
Соединить четыре JK триггера в схему вычитающего счетчика. Вход синхронизации первого триггера подключить к одному из переключателей
Подавая на вход счетчика импульсы с помощью ключа S1 и наблюдая за состояниями светодиодных индикаторов
Таблица 4. Логические уровни на выходах вычитающего счетчика
C | Q0(t) | Q1(t) | Q2(t) | Q3(t) | Показания индикатора |
---|---|---|---|---|---|
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- | |||||
_|- |
5.Исследовать недвоичный счетчик с обратной связью
Разместить на схеме примитив микросхемы К1533ИЕ18 (74163). Вход синхронизации первого триггера подключить к одному из переключателей
Подавая на вход счетчика импульсы с помощью ключа S1 и наблюдая за состояниями светодиодных индикаторов
Таблица 3. Логические уровни на выходах суммирующего счетчика
Содержание отчета
- Цель работы;
- Схема исследования асинхронного суммирующего счетчика, собранного на JK триггерах;
- Таблица логических уровней на выходах асинхронного суммирующего счетчика и его внутренние состояния в зависимости от количества входных импульсов (по результатам эксперимента);
- Временные диаграммы сигналов на входе и выходах асинхронного суммирующего счетчика (по результатам эксперимента);
- Схема исследования вычитающего асинхронного двоичного счётчика, собранного на JK триггерах;
- Таблица логических уровней на выходах асинхронного вычитающего счетчика и его внутренние состояния в зависимости от количества входных импульсов (по результатам эксперимента);
- Временные диаграммы сигналов на входе и выходах асинхронного вычитающего счетчика (по результатам эксперимента);
- Схема исследования синхронного суммирующего счетчика, собранного на JK триггерах;
- Таблица логических уровней на выходах синхронного суммирующего счетчика и его внутренние состояния в зависимости от количества входных импульсов (по результатам эксперимента);
- Временные диаграммы сигналов на входе и выходах синхронного суммирующего счетчика (по результатам эксперимента);
- Схема исследования вычитающего синхронного двоичного счётчика, собранного на JK триггерах;
- Таблица логических уровней на выходах синхронного вычитающего счетчика и его внутренние состояния в зависимости от количества входных импульсов (по результатам эксперимента);
- Временные диаграммы сигналов на входе и выходах синхронного вычитающего счетчика (по результатам эксперимента);
- Схема исследования суммирующего недвоичного счётчика с обратной связью, собранного на микросхеме 74393;
- Таблица логических уровней на выходах суммирующего недвоичного счётчика с обратной связью и его внутренние состояния в зависимости от количества входных импульсов (по результатам эксперимента);
- Схема исследования вычитающего недвоичного счётчика с предварительной записью, собранного на микросхеме 74161;
- Таблица логических уровней на выходах вычитающего недвоичного счётчика с предварительной записью и его внутренние состояния в зависимости от количества входных импульсов (по результатам эксперимента);
- Выводы по каждому заданию.
Контрольные вопросы
- Принцип работы суммирующего асинхронного двоичного счётчика. Его временные диаграммы?
- Принцип работы вычитающего асинхронного двоичного счётчика. Его временные диаграммы?
- Чем определяется разрядность цифровых счетчиков?
- Как устроены цифровые делители частоты?
- Принцип работы суммирующего синхронного двоичного счётчика. Его преимущества перед асинхронным?
- Принцип работы вычитающего синхронного двоичного счётчика. Его преимущества перед асинхронным?
- Принцип работы реверсивного асинхронного двоичного счётчика
- Принцип работы суммирующего недвоичного счётчика с обратной связью?
- Принцип работы вычитающего недвоичного счётчика с обратной связью?
- Принцип работы вычитающего недвоичного счётчика с предварительной записью?
- Принцип работы суммирующего недвоичного счётчика с предварительной записью?
- Где и для чего применяются цифровые счетчики?