TC4.pdf

WICZENIE nr 4

LICZNIKI I REJESTRY

SCALONE

P OLITECHNIKA C ZSTOCHOWSKA

1.1 Cel

wiczenia.

Celem

wiczenia jest praktyczne poznanie układów liczników oraz

rejestrów

redniej skali integracji.

1.2 Wprowadzenie.

grup

układów sekwencyjnych stanowi

liczniki. Licznikiem mo

dy układ, w którym w pewnym zakresie istnieje jednoznaczne

przyporz

dkowanie liczbie wprowadzonych impulsów stanu zmiennych

wyj

ciowych. Poniewa

da zmienna wyj

ciowa mo

e przyjmowa

tylko dwie

warto

ci, w przypadku n wyj

istnieje 2 n mo

liwych kombinacji (cz

sto

wykorzystuje si

tylko cz

liwych kombinacji). Wybór kombinacji,

tny. Celowe jest jednak

dobranie takiego sposobu przedstawiania liczb, który umo

danej liczbie, jest w zasadzie oboj

liwia łatwe ich

dekodowanie.

Liczniki nastawne (o programowanej pojemno

ci) to układy daj

ce sygnał

wyj

ciowy w chwili osi

gni

cia przez liczb

impulsów wej

ciowych uprzednio

wybranej warto

ci M. Sygnał wyj

ciowy mo

na wykorzysta

do wyzwalania

okre

lonego przebiegu. Równocze

nie nast

puje wtedy ingerencja w przebieg

zliczania, polegaj

ca na zatrzymaniu licznika lub sprowadzeniu go do stanu

wyj

ciowego. Je

eli po wyzerowaniu dopu

cimy dalsz

jego prac

, otrzymamy

licznik modulo m, którego cykl zliczania (pojemno

) okre

la wybrana liczba.

Rejestry przesuwaj

ce to ła

cuchy zbudowane z przerzutników,

które umo

liwiaj

przesuwanie informacji podanej na wej

cie o jeden przerzutnik

w ka

dym takcie zegara. Po przej

ciu przez, cały ła

cuch informacja jest

nieniem, ale w niezmienionej postaci.

Zarówno liczniki jak i rejestry o uniwersalnym przeznaczeniu

produkowane s

pna na wyj

ciu z opó

w postaci układów scalonych

redniej skali integracji.

Monolityczny układ scalony 74390 zawiera dwa razy po cztery

przerzutniki typu Master-Slave tworz

ce dwa osobne asynchroniczne liczniki

Rys. 1. Połowa układu scalonego 74390.

dziesi

tne. Ka

dy osobny licznik jest zbudowany w ten sposób,

e tworzy dwa

podliczniki: pierwszy modulo 2, a drugi modulo 5. Ł

c zewn

trzne wyj

cie

pierwszego przerzutnika Q A z wej

ciem BB uzyskuje si

licznik dziesi

tny

pracuj

cy w kodzie BCD 8421. Ł

c natomiast wyj

cie Q D z wej

ciem AB

- 2 -

która ma odpowiada

dost

P OLITECHNIKA C ZSTOCHOWSKA

i przykładaj

c ci

g impulsów do

dzielnik

przez 10, na którego wyj

cia BB uzyskuje si

ciu Q A

pi przebieg w kształcie fali

prostok

tnej (o wypełnieniu 1/2).

Liczniki modulo 2 i modulo 5 mog

wykorzystane oddzielnie. Do

zerowania układu słu

y wej

cie

CLR.

Wyzerowanie

układu

(Q A =Q B =Q C =Q D =0) wyst

pi wtedy,

Rys. 1. Schemat wewn trzny układu

scalonego 7490

gdy na wej

ciu CLR pojawi si

stan

wysoki.

Monolityczny układ scalony 74393 zawiera osiem przerzutników JK-MS,

dwa samodzielne asynchroniczne liczniki

binarne czterobitowe. Sygnał zegarowy jest wprowadzany na wej

czonych w ten sposób,

e tworz

cie CKB

dego z liczników. Do zerowania układu słu

y wej

cie CLR. Wyzerowanie

układu (Q A =Q B =Q C =Q D =0) wyst

pi wtedy, gdy na wej

ciu CLR pojawi si

stan

wysoki. Układy 74393 mo

w dzielnikach o

cyklach krótszych

od dwójkowych liczników N

bitowych. Je

eli wymaga si

aby dzielnik miał długo

Rys. 2. Połowa układu scalonego 74393.

cyklu

nale

stan licznika

dwójkowego s=S i nast

pnie sygnał z dekodera wyprowadzi

na wej

cie

zerowania. W układach tego typu ka

dorazowe osi

gni

cie stanu licznika równe

cie cyklu od

stanu s=0. Stan licznika s=S jest w pewnym sensie stanem zabronionym i

przechodzi samoczynnie w stan s=0.

Układ 74169 jest

synchronicznym rewersyjnym

czterobitowym licznikiem

dwójkowym. Układ zawiera cztery

przerzutniki Master-Slave i bramki

poł

ci cyklu (s=S) powoduje wyzerowanie licznika i rozpocz

lenia

odpowiednich instrukcji sterowania.

Zmiany stanów wyj

czone wewn

trznie dla okre

przerzutników

nast

puj

synchronicznie

narastaj

cym

zboczem

impulsu

Rys. 3. Układ scalony 74169.

zegarowego. Synchroniczn

prac

zapewnia jednoczesne sterowanie

wszystkich przerzutników, uzyskane w ten sposób,

e stany ich wyj

zmieniaj

przy koincydencji sygnału zegarowego z odpowiednim stanem instrukcji

sterowania. Licznik pracuje w naturalnym kodzie dwójkowym. Kierunek liczenia

- 3 -

wej

wyst

poł

stosowa

zdekodowa

długo

P OLITECHNIKA C ZSTOCHOWSKA

jest uzale

niony od stanu wej

cia kierunku UD (Up lub Down)

przy jednoczesnym wyst

pieniu stanu wysokiego na CE (Clock Enable). Wyj

cie

TC (Terminal Count) słu

y do podł

czenia kolejnego stopnia. Wyj

cie te wraz z

czenie liczników przy zachowaniu obu funkcji

liczenia w przód i wstecz bez konieczno

UD umo

liwia kaskadowe ł

ci zastosowania dodatkowych

elementów logicznych. Licznik

74169

jest

całkowicie

cia

wszystkich przerzutników mog

Wyj

ustawione w

danych

stanach

logicznych

przez

przyło

enie takich stanów do

wej

danych i wyst

pienie stanu niskiego na wej

ciu wprowadzania PE (Parallel

Enable). Wej

cie to jest asynchroniczne. Układ 74169 ma całkowicie niezale

ne i

nadrz

dne w stosunku do innych wej

, wej

cie zerowania (RD), stan wysoki na

tym wej

ciu ustawia wyj

cia wszystkich przerzutników w stan niski.

Monolityczny

układ scalony 74194 jest

czterobitowym

dwukierunkowym

rejestrem przesuwaj

cym,

cym wszystkie

wymagane

przez

lub

systemów funkcje. Rejestr

ma równoległe wej

dze

cia i

wyj

cia,

szeregowe

cia dla przesuwania

w prawo i w lewo, wej

cia

Rys. 4. Układ scalony 74194.

rodzaju

pracy

oraz

asynchroniczne

niezale

ne od innych

cie zerowania. Wprowadzanie równoległe jest realizowane

synchronicznie z narastaniem zbocza impulsu zegarowego przez przyło

, wej

enie

rodzaju

pracy (S0 i S1) w stanie wysokim. W czasie wprowadzania równoległego wej

cia równoległe i utrzymywanie obu wej

cia

szeregowe (DR, DL) s

zablokowane. Przesuwanie w prawo jest realizowane,

gdy na wej

ciu S0 jest stan wysoki, a do wej

cia S1 jest przyło

ony stan niski.

Dane wprowadzane s

z wej

cia wprowadzania w prawo DR i przesuwane

rejestru w prawo synchronicznie z narastaniem zbocza impulsu

zegarowego. W czasie przesuwania w prawo wej

cia równoległe danych s

zablokowane. Przesuwanie w lewo jest realizowane, gdy na wej

ciu S0 jest stan

niski, a na wej

ciu S1 stan wysoki. Dane s

wprowadzane z wej

cia

rejestru w lewo synchronicznie z

narastaniem zbocza impulsu zegarowego. Blokada wej

cia zegarowego

- 4 -

lini

programowalny.

spełniaj

projektanta urz

wej

czterech bitów danych na wej

wzdłu

wprowadzania w lewo DL i przesuwane wzdłu

P OLITECHNIKA C ZSTOCHOWSKA

nast

puje, gdy na obu wej

ciach rodzaju pracy (S0 i S1) wyst

puje stan niski.

Zmiany stanu na wej

ciach rodzaju pracy S0 i S1 powinny nast

powa

w czasie

gdy na wej

ciu zegarowym istnieje stan wysoki.

1.3 Pytania sprawdzaj

ce.

1. Omówi

metody zmiany pojemno

ci licznika.

2. Omówi

działanie licznika asynchronicznego dekadowego.

3. Omówi

działanie licznika synchronicznego binarnego.

4. Omówi

działanie rejestru przesuwaj

cego.

5. Metody ustawiania pojemno

ci licznika.

1.4 Opis układu pomiarowego.

Na stanowisko laboratoryjne nale

y nało

płyt

czołow

zatytułowan

„Liczniki i rejestry scalone”.

wiczenie to składa si

z czterech układów

wybieranych w formacie binarnym przy pomocy przeł

czników „Wybór grupy”.

Taktowania dokonuje

wicz

cy przy pomocy przeł

cznika TAKT. Do realizacji

zmiany pojemno

ci licznika nale

y wykorzysta

trzy niezale

ne bramki AND.

Po ka

dym zerowaniu układu (RESET) nale

y poda

impuls startowy

wietlacze oraz zadajniki zostały

wykorzystane zgodnie z opisem na płycie czołowej.

cznikiem TAKT. Diody LED, wy

1.5 Program

wiczenia.

Przed rozpocz

ciem

wiczenia prowadz

cy nakłada płyt

czołow

na stanowisko laboratoryjne oraz ustawia kod

wiczenia na przeł

czniku

wicze

. Podł

cza zasilanie. Przeł

cza TAKT.

1.5.1 Asynchroniczny dziesi

tny licznik scalony typu 74390.

Zmontowa

układ według Rys. 5a., wyzerowa

układ (RESET), ustawi

przeł

cznikami „Wybór grupy” numer 0 (na wy

wietlaczu W2). Podawa

impulsy zegarowe przy pomocy przeł

cznika TAKT. Wyniki nale

y wpisa

Tabela 1. (Q0 - LED 0, Q1 - LED 1, Q2 - LED 2, Q3 - LED 3).

Rys. 5. Układ licznika dziesi tnego typu 74390.

- 5 -

przeł

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: