Методические указания по выполнению лабораторных работ Лысьва 2012

C	D	R	S	Q
	0	0	0
	1	0	0
	X	0	0
X	X	1	0
X	X	0	1
X	X	1	1

1.4. Собрать схему управления D-триггером (микросхема К176 ТМ2), записать состояние на выходах элементов в таблицу

Таблица истинности триггера

Рисунок 5.7. Схематическое

обозначение D-триггера

1.5. Собрать схему управления JK–триггером, (микросхема К176 ТВ1), записать с
остояние на выходах элементов в таблицу

Входы					С	Выходы
C	J	K	S	R		Q
0	1	X	0	0		1
1	X	0	0	0		1
0	0	X	0	0		0
1	X	1	0	0		0
X	X	X	0	0		Q
X	X	X	1	0	X	1
X	X	X	0	1	X	0
X	X	X	1	1	X	1

Рисунок 5.8. Схематическое обозначение JK-триггера

2. 
   Отчет по лабораторной работе должен включать:
   

• 
  схемы электрические принципиальные по теме лабораторной работы с пояснением их работы;
  
• 
  таблицы истинности для рассмотренных триггеров.
  

2. 
   Контрольные вопросы
   

1. 
   Какое устройство в электронике называют триггером?
   
2. 
   Проведите классификацию триггеров.
   
3. 
   Покажите, каким образом можно построить триггер на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
   
4. 
   В каком состоянии находятся выходы триггера?
   
5. 
   Назначение выводов RS-, D-, JK – триггеров.
   
6. 
   Как организовать счетный вход у D-триггера?
   
7. 
   Почему JK–триггер называют универсальным?
   

Лабораторная работа 6

Изучение работы счетчика в интегральном исполнении

Цель работы – Познакомиться с одним из способов практического использования цифровых схем на примере цифровых счетчиков при инкрементально-цифровом определении измеряемых величин.


1. Основные теоретические сведения
Счетчики относятся к типовым последовательностным логическим устройствам цифровой техники. Они предназначены для счета количества импульсов и представления результата счета в той или иной системе счисления. По формату представления результата счетчики делятся на двоичные и двоично-десятичные. Соответственно, информация на выходах отображается в двоичном или двоично-десятичном формате. Наибольшее применение в устройствах автоматики вычислительной техники нашли двоичные счетчики. В них результат счета отображается двоичным k-разрядным числом, соответствующих количеству импульсов, поступивших на вход (вход счета).
П
рименение инкрементально-цифрового метода определения измеряемых величин невыгодно в тех случаях, когда нулевая (исходная) точка измерений должна устанавливаться произвольно, что характерно, в частности, для числового программного управления. Принцип инкрементально-цифрового определения измеряемой величины поясняется рис. 6.1.
Рисунок 6.1

Как видим, основным устройством при таком измерении является счетчик импульсов.

Основными показателями счетчиков являются:

• 
  модуль счета;
  
• 
  коэффициент счета К;
  
• 
  быстродействие.
  

Быстродействие счетчика характеризуется максимальной частотой следования счетных импульсов f_сч и связанным с ней временем установки счетчика – t_уст.

Счетчики импульсов выполняются на основе триггеров. Счет числа импульсов производится с использованием двоичной системы счисления.
Счетчики подразделяются на двоичные и двоично-десятичные, на реверсивные и нереверсивные, на суммирующие и вычитающие.
Основой любой из этих схем служит линейка из нескольких триггеров. Перечисленные варианты счетчиков различаются схемой управления этими триггерами. Между триггерами добавляются логические связи, назначение которых – запретить в цикле счет лишних импульсов.
В работе используется двоично-десятичный четырехразрядный реверсивный счетчик ИЕ6.
Импульсные тактовые входы для счета на увеличение С_U и и на уменьшение С_D в этой микросхеме раздельные. Состояние счетчика меняется по положительным перепадам тактовых импульсов от низкого уровня к высокому на каждом из этих тактовых входов.
Для упрощения построения счетчиков с числом разрядов превышающем четыре, микросхема имеет выводы окончания счета на увеличение  и на уменьшение . От этих выводов берутся тактовые импульсы переноса и займа для последующего и от предыдущего четырехразрядного счетчика.
По входам разрешения параллельной загрузки и сброса R запрещается действие тактовой последовательности и даются команды загрузки четырехразрядного кода в счетчик или его сброса.
Таблица истинности счетчика имеет вид:

Таблица 6.1 Режимы счетчика К155ИЕ6

Режим	Вход		Выход
	_ R C СU СD	D0 D1 D2 D3	Q0 Q1 Q2 Q3	__ __ ТСU ТСD
Сброс	В Х Х Н В Х Х В	Х Х Х Х Х Х Х Х	Н Н Н Н Н Н Н Н	В Н В В
Параллельная загрузка	Н Н Х Н Н Н Х В Н Н Н Х Н Н В Х	Н Н Н Н Н Н Н Н В Х Х В В Х Х В	Н Н Н Н Н Н Н Н Qn = Dn Qn = Dn	В Н В В Н В В В
Счет на увеличение	Н В  В	Х Х Х Х	Счет на увеличение	В В
Счет на уменьшение	Н В В 	Х Х Х Х	Счет на уменьшение	В В

Рисунок 6.2. Цоколевка микросхемы К155ИЕ6

2. План работы
2.1. Изучить схему включения реверсивного счетчика D3 К155ИЕ6. Включите счетчик в режиме прямого счета, затем обратного. Для индикации используйте индикаторы секундомера, подсоединив выходы счетчика к дешифратору секундомера. Входные импульсы подавайте от ГОИ – генератора одиночных импульсов (его схему надо предварительно собрать) (Рис. 6.3).
2.2. Реализуйте датчик угла с помощью модулирующего диска, установленного на валу электродвигателя. Используйте для этого оптопару, подключенную согласно схемы рис. 6.4. Выходные импульсы схемы подавайте на один из входов + или - схемы на рис. 6.3., отсоединив предварительно ГОИ.

Р
исунок 6.3

2.3. Установите счетчик в "0" (кнопка S4) и приведите датчик в действие, повернув диск в любом направлении.

2.4. При каких условиях применение данного метода измерения углов можно считать рациональным?
2.5. Сравните методы инкрементарно-цифрового и абсолютно-цифрового измерений.