Материал: Исследование двоичных и недвоичных счетчиков
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»
Кафедра «Электрическая связь»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Электроника»
ТЕМА РАБОТЫ
«Исследование двоичных и недвоичных счетчиков»
Выполнил:
|
Обучающийся группы АТ-802 |
________________ Дата, подпись |
Иванов Ю.В. И.О. Фамилия |
|
|
|
|
|
Исправить замечания: _____________________
_________________________________________
|
________________ Дата, подпись |
доц. Яковлев П.Б Должность, И.О. Фамилия |
|
Защита: ________________ Зачтено/не зачтено
|
________________ Дата, подпись |
________________ Должность, И.О. Фамилия |
Санкт-Петербург
2020
Оценочный лист
|
№ п/п |
Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков |
Показатель оценивания |
Критерии оценивания |
Шкала оценивания |
|
|
1 |
Лабораторная работа № ____ |
Наличие заготовки |
Присутствует |
1 |
|
|
Отсутствует |
0 |
||||
|
Правильность ответа на вопрос |
Получены правильные ответы на вопросы |
3 |
|||
|
Получены частично правильные ответы |
1 |
||||
|
Получены неправильные ответы |
0 |
||||
|
Срок выполнения работы |
Выполнение в срок |
2 |
|||
|
Выполнение с опозданием на 1 неделю и более |
0 |
||||
|
Точность выводов |
Выводы носят конкретный характер |
4 |
|||
|
Выводы носят формальный характер |
0 |
||||
|
ИТОГО максимальное количество баллов |
10 |
||||
Цель работы
Цель работы - ознакомление с работой двоичных и недвоичных счетчиков. Исследование статических и динамических режимов счетчиков с последовательным и параллельным переносом, а также исследование распределителя импульсов на базе счетчика.
Исследование двоичных счетчиков в статическом и динамическом режимах
Счетчик с последовательным переносом
Таблица 1. Счетчик с последовательным переносом.
|
n |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
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 |
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок 1. Счетчик с последовательным переносом.
Рисунок 2. Диаграмма напряжений счетчика с последовательным переносом
Рисунок 3. Определение времени задержки
tзад.послед
29 нс
Счетчик с параллельным переносом
Таблица 2. Счетчик с параллельным переносом.
|
n |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
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 |
|
11 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
12 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
13 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
14 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
16 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок 4. Счетчик с параллельным переносом.
Рисунок 5. Диаграмма напряжений счетчика с параллельным переносом
Рисунок 6. Определение времени задержки
tзад.парал
9 нс
Исследование недвоичных счетчиков в статическом режиме
Таблица 3. Недвоичный счетчик с K = 9
|
n |
Q4 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
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 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок 7. Недвоичный счетчик
Рисунок 8. Диаграмма напряжений недвоичного счетчика
Вывод
В ходе лабораторной работы были исследованы двоичные счетчики с последовательным и параллельным переносом в статическом и динамическом режиме работы.
Главное отличие счетчиков с последовательным переносом от счетчиков с параллельным переносом в том, что в триггеры в счетчике с последовательным переносом переключаются один за другим, что может привести к ложным комбинациям на выходе. Для того, устранения этого применяют счётчики с параллельным переносом. Принцип стробирования сводится к следующему: триггер меняет своё состояние при пропускании очередного импульса синхронизации, если все предыдущие триггеры находились в состоянии логической единицы.Т.е. триггеры в счётчике с параллельным переносом переключаются практически одновременно в пределах разброса задержки входных элементов. Это преимущество счетчиков с параллельным переносом над счетчиками с последовательным переносом, хорошо видно из динамических характеристик и найденном времени задержки для каждого из видов счетчика.
Так же были исследованы недвоичные счетчики, сняты их статические и динамические характеристики. Можно создавать счетчики с произвольным коэффициентом пересчета, добавляя к выходу счётчика логику, которая будет определять нужную комбинацию на этих выходах и сбрасывать счётчик в 0. Например, так можно сделать двоично-десятичный счётчик из 4х Т триггеров и логического элемента И.