Лабораторная работа по теме «Исследование работы счетчиков» Задание: 1. В программе Multisim исследовать схему суммирующего счетчика на четырех триггерах. Снять временную диаграмму с логического анализатора. 2. Проанализировать полученный результат, опираясь на принцип работы данного вида счётчика 3. Изменить схему с целью реализации режима обратного счета. Заполнить таблицу состояний для указанного режима работы счетчика. 4. Исследовать счетчик К155ИЕ7 в режиме прямого счета и заполнить таблицу состояний. 5. Повторить испытания К155ИЕ7 в режиме обратного счета. 6. Собрать схему счетчика с коэффициентом пересчета, заданным преподавателем. 7. Продемонстрировать его работу. Ход работы: 1. Смоделируем суммирующий счетчик на четырех D-триггерах в multisim. Для построения вычитающего счётчика на D – триггерах необходимо поменять прямые выходы триггеров на инверсные выходы. На Рисунках 1 представлена работа счетчика. Рисунок 1 – Работающая схема счетчика При дальнейшем анализе диаграммы, можно сделать вывод, что суммирующий счетчик может досчитать до 15 и после установиться в нулевое состояние и начнет цикл заново. На Рисунке 2 представлена временная диаграмма счетчика. Рисунок 2 - Временная диаграмма счетчика 2. Необходимо изменить схему счетчика с целью реализации режима обратного счета и заполнить таблицу состояний для указанного режима работы счетчика. Для реализации работы счетчика в обратном режиме, то есть в режиме вычитания, необходимо прямые выходы Q каждого триггера подключить к входу синхроимпульса последующего триггера, а инверсные выходы соединить с D входом. На Рисунке 3-4 представлена работа счетчика в обратном режиме и его временная диаграмма. Рисунок 3 – Работающая схема счетчика в обратном режиме Рисунок 4 - Временная диаграмма счетчика в обратном режиме В начале симуляции все регистры находятся в состоянии нуля. После прихода второго синхроимпульса, все триггеры встали в состояние 1, то есть счетчик показывает 15. С последующим приходов синхроимпульсов, счетчик начинает вычитать. Таблица состояний для данного режима работы счетчика показана в Таблице 1. Таблица 1 – Таблица состояния счетчика в обратном режиме Счет Синхроимпульс X5 X6 X7 X8 0 1 0 0 0 0 15 1 1 1 1 1 14 1 0 1 1 1 13 1 1 0 1 1 12 1 0 0 1 1 11 1 1 1 0 1 10 1 0 1 0 1 9 1 1 0 0 1 8 1 0 0 0 1 7 1 1 1 1 0 6 1 0 1 1 0 5 1 1 0 1 0 4 1 0 0 1 0 3 1 1 1 0 0 2 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3. Зарубежным аналогом К155ИЕ7 является микросхема SN74193N, которая будет использоваться в Multisim для испытаний. Схема подключения данной микросхемы, для прямого счета показана на Рисунке 5. Данная микросхема имеет, входы A, B, C, D для предварительной установки в нужное нам значение. Ключ S5 необходим для сброса в нулевое состояние. Ключ S6 подключен к 11 ножке (LOAD), он позволяет суммировать, до тех пор, пока пользователь не остановит симуляцию, либо разомкнет ключ S6. Чтобы счетчик работал в режиме прямого счета, необходимо подключить генератор на вход UP, и через инвертор на входы DOWN. Рисунок 5 – Схема подключения К155ИЕ7 прямого счета Отследив весь цикл суммирования, заполняем таблицу 2 состояния счетчика. Таблица 2 – Состояние К155ИЕ7, начальное значение 5 Индикатор Синхроимпульс X4 X3 X2 X1 5 1 1 0 1 0 6 1 0 1 1 0 7 1 1 1 1 0 8 1 0 0 0 1 9 1 1 0 0 1 A 1 0 1 0 1 B 1 1 1 0 1 C 1 0 0 1 1 D 1 1 0 1 1 E 1 0 1 1 1 F 1 1 1 1 1 Для переключения счетчика К155ИЕ7 в обратный режим счета, то есть вычитания, нужно подключить выход генератора к 4 ножке DOWN, а инверсный сигнал на вход UP. На Рисунке 6 представлена работа счетчика в обратном режиме. Рисунок 6 - Схема подключения К155ИЕ7 обратного счета 4. Необходимо построить счетчик с произвольным коэффициентом пересчета равным 49. Работающая схема счетчика представлена на Рисунке 7 и 8. Рисунок 7 – Работающая схема счетчика с коэффициентом пересчета 49 Рисунок 8 - Работающая схема счетчика с коэффициентом пересчета 49
