Дәріс №8

Дәріс №8.Санауыштар, импульс таратқыштары, жиілік бөлгіштері.

1.Санауыштардың негізгі анықтамасы. Жилікбөлгіштер.Импульсті таратқыштар

&&&

$$$002-008-001$3.2.8.1 Санауыштардың негізгі анықтамасы. Жилікбөлгіштер.Импульсті таратқыштар

 1. Сандыққұрылғы бір уақыттан келесіге  ауысқандаоның кірісіндегі дабылы бір кіріске беріліді оларды санауыштар депатайды. Кіріс дабалындағы сандар санауыштың кірісіне беру керек, алоларды қайта келтіру үшін өз қалпына келтіру керек.Оларды қайта есептеу коэффициенті деп атайды (Ксч). Санауыштар триггерденқұралады. Тактілік кіріс бірінші триггер жәнесанауыштың кірісі болып табылады. Егер периодты кіріс дабылы жәнежилігі мынаған тең болады fвх, ал шығысындағы триггер,санауыш, жилік (Ксч) аз болады. Барлық санауыштар жиліктіңбөлгіштері болып саналады. Жиліктің бөлгішінде бір кірісжәне бір шығыс, ал санауышта бір кіріс және бірнешешығыс.

  Қайта есептеу коэффициентікелесіге жіктеледі екілік санауыш (Ксч=2^к), екілік – ондық(Ксч=10^к), немесе тұрақты, айнымалы. Есептеубағыты бойынша санауыштар қосынды, алушы, реверсивті. Ішкі байланысұйымдастыру тәсілі бойынша тригерлер мен санауыштар арасындасинхронды (параллель көшірумен) және асинхронды (ретікөшірумен). Синхронды санауыштар тез әрекеттімен есептейді.

Мысал ретімен көшірілетінсанауыштар микросұлбада мыналар болып табылады К155ИЕ5 (сур.10.1).

Сур.10.1

Шығысында логикалық бір болуүшін 2 және 3 тақ триггерлер нол жағдайынқарастырады. Шығысында 12 және 1 беретін ішкі жағдайынқолданып бірінші  триггер және үшразрядты екілік санауыш.Шығысында ақау болса 1 және 12 аламыз төрт разрядтыекілік санауыш. Әрбір триггер шығысындағы дабылынқарама – қарсы жағдайын өзгертеді де келесі тригергеауысады.  Ретімен есптелетін санауышта импулсті дабыл 16 жағдайданөтіп (0-ден 15-ке), әрбір төрт разрядты код шығысындасалмақты коэффициенттермен 8, 4, 2, 1. Бұл режимде санауышжилігінің импульсі екі рет әрбір тригер ретімен бөлінеді.

  Микросұлбада К155ИЕ2 санауыш тригерімынадан турады (кіріс - С1, шығыс - Q1) және қайта есептеусанауышы (Ксч)=5 (кіріс - С2, шыгысы - Q2, Q3, Q4). Егер оларды бір – біріменбіріктірсе, онда мына суретте көрсетілген сур.10.2,а, онда екілік –ондық санауыш алынады, уақыт диаграммасы мына суреттекөрсетілген сур.10.2,б. Ондық импульс түскен кездекодтың  комбинациясы 1001 мына комбинацияға ауысады 0000 жәнеәрі цикл оннан (0-ден 9-ға) қайталанып отырады.Логикалық бір шығысында R санауыш нол жағдайын орнатады “0”, шығысында логикалық бір S9 - “9” жағдайын орнатады.

Сур.10.2

   14 рет жилік бөлгішініңжұмысын қарастырамыз (сур.10.3). Бірлік деңгейін формалаумоментінде санауыштың шығыс дабылын нол және оданбасқаға лақтырады, импульс жилігін есептейді f, журілген жолжағдайы  0-ден 13-ке дейін. 14-ті есептеу үшін импульс санауышыуақытша 14 жағдайы (логикалық 1 ал шығысындаүшкірісті элемент И-НЕ) және RS-триггерде орнатылады, екі элементенорындалатын И-НЕ, шығысында бірлік жағдайы f/14, жұмысқұрылғысында қарастырылады. Бірлік деңгейі келесіимпульс санауышында  RS-триггерін нол жағдайына ауыстырады.

сур.10.3

Микросұлба көмегімен екілікжәне екілік – ондық санауышта қайта есептеу коэффициентіменеркін санауышпен орындалады(Ксч). Мысал, қайта есептеу коэффициент санауышын қарастырамызКсч=147 (сур.10.4). Еңалдымен сегіз разрядты екілік санауыш(Ксч=256), соданкейін нол жағдайына лақтыру цепін қосамыз, егер санауыш 147 жағдайына аусады. Соның нәтижесінде санауыштың жолжағдайы 0-ден 146-га,. Ксч=147.

Сур.10.4

  Синхронды екілік санауышында санауышимпульсі барлық тригерге әрекет етеді (сур.10.5). Бірінші триггер тақпен жұмысістейді. Әрбір келесі өзінің жағдайын қарама-қарсыға ауыстырады, егер алдындағы барлық бірлікжағдайда болады.

Сур.10.5

Синхронды реверсивті санауыштарәмбебап мүмкіндігімен айналысады К155ИЕ6 (екілік- ондық) жәнеК155ИЕ7 (екілік). Көп разрядты санауышты құру үшіншығысын ауыстыру және бір микросұлбамен біріктіріп қосужәне алу кірісін басқаға ауыстыру (сур.10.6).Шығысындалогикалық нол деңгейін L санауышта төрт разрядтыекілік сан кірісіне жазылады,кірісінделогикалық бір деңгейі R санауышта нол жағдайынлақтырады. Кірісінде R шығысында L  болады. Импульсті беру үшін санауыштың бір кірісінделогикалық бір деңгейін басқада береді.

Сур.10.6

  Уақыт диаграммасында дабыл, микросұлба жұмысында К155ИЕ6 (сур.10.7), көрсетілген, егер одан кейін лақтыру және санауышта алдын –ала 7 санын беріп бес импульсін кірісіне қосады, содан кейін төртимпульсін алады.

Кірісінде программалауды (Ксч) және жилік бөлігін құру бөлукоэффициентімен қарастырамыз(сур.10.8). Қайта есептеу режимінқолданамыз. Нол жағдайынан санауыш N жағдайына ауысады оң фронты кіріс дабылын fвх. Шығысында логикалық нол D-триггер периоды мынаған тең fвх, ал жилік fвых  кірісіндемынадан аз N+1. Берілген жилік бөлігібөлу коэффициентін құру 1-ден 16-ты диапазонында жәнемикросұлба К155ИЕ7, және микросұлба К155ИЕ6.

Құрылғы, периодты рет импульсін берілген санканалымен тарату, оларды тарату импульсі депатайды. Берілген генераторқұрамына: санауыш және демультиплексор. 15-каналдыны импульсті таратудықарастырамыз (сур.10.9).Оң фронты  әрбір импульсті санауыш Yi шығыс канал адресін өлшейді, импульс генераторына келіп туседі (активті деңгей - логикалық 0). Санауышта15 жағдайына ауысады, лақтыру дабылын құрайды, жәнеY0-Y14 каналдарынажаңа цикл импульсті тарату басталады. Дешифратордың жұмысытұрақты, құрылғыда 15 каналдан логикалықбір деңгейін таратуға айналады.

Сур.10.9

Тарату деңгейінқұруға болады және регистрдіңқозғалту шенбердің тұйык негізі, алдын – ала тригергелогикалық 1 жазады. Жұмыстың ақау кезінде  мынандайқұрылғы сенімді болады (орнатылған бірлік кодтаржоғалуы мүмкін немесе қосымша пайда болады). Сақиналысанауыштың сұлбасы, бірлік кодтардыңқұрылғыда талап етілмейді, сур.10.10 келтірілген. Біріншітригер логикалық бірлік жазуда логикалық цепьте болады,қалғандары нол жағдайда болады. Мынандай санауыш бесканалдыфункцияны логикалық бірлік деңгейін орындайды (шығысы1-5).

Рис.10.10

Басқа санауыштыңжұмысын анализдеу (сур.10.11) регистрдеқозғалту (вариант Джонсон санауышы), 1-4 шығысында кестені толтыру Т тактілідабылын кезекті фронта береді.Регистрдежаңаланады.

.

Бірінші тригер регистрінде DR шығысында бір такт дабылда кешігіп қайталанады, ал басқа келесі тригерлер – шығысыалдынғысы. Таблицадағы анализдың жағдайы көрсетіледі, санауыштың қайта есептеу коэффициентіКсч=7. Жетіденүш такт шығысында әрбіреуінде  логикалық бірді алады. Каналдың шығыс дабылы бірдей формада 1-4,фазасында қозғалтылады. Бастапқы орнатуда цикл жағдайынқарастырады, санауыштың тәртібін тексеру үшінбасқа кезкелген жағдайын ауыстыру (мысал, төрт тригерлісұлбада қорек қөзін қосуқаннан кейінкезкелген 16 жағдайда болады). Жазылған таблицада, кезкелгенжағдайдан кейін бірнеше тактілі импульс құрылғысыавтоматты жұмыс режиміне шығады.

Оңканалды логикалық 1деңгейін тарату К561ИЕ8 микросұлбада орындалады,дешифратордың Джонсан санауыш құрамында (сур.10.12). ЕгерG1=0 тактінде оң фронты G2,  G2=1 – теріс фронті G1.

сур.10.12

&&&  

Өзін-өзітексеру сұрақтары:

1. Санауыштың қайта санаукоэффициентін анықтаңыз?

Бірінші каскадесептеу санауышында төрт разрядтыда жиналған екілік санауыш DD1 (мысал, К155ИЕ7), екінші – екілік – ондық санауыш DD2 (К155ИЕ6). Құрылғыда жұмысанализін жүргізу үшін кірісіне импульс түскенде санауыштаалдын - ала жаңартылады.Бірінші импульс, кіріс санауышында түскенде, шығысында қайталанады (£ 0) DD1. Оң фронты микросұлбада DD115 жағдайына ауысады, микросұлба DD2 - 9-ға.Содан кейінгі 15 импульсті жағдайға ауысу керек DD1, DD2 режимінауыстырмай. Біткеннен кейін 17-ге DD1 импульсіне көшеді 15-тіжағдайға, DD2 – 8-ге. Тағы 16 импульсті DD2 7-шіжағдайға көшеді және шығысында 2 логикалық1 пайда болады, санауышты нол жағдайына лақтырады. Солжағдайда қайта есептеу коэффициенті 33 тең болады.

2. Жилікті бөлу программалаужобалауында. 2-ден 100 диапазонында бөлу коэффициенті косқышпрграмма көмегімен ауысады.

3. Сандық индикаторда қай санжанады одан кейін 100 импульсті санауышта кірісіне келіп түскеннен кейін лақтырылады.