Материал: Исследование узлов систем управления. лабораторный практикум. Герасимов М.И., Болдырев И.А

ное состояние в него снова загружается В и процесс повторяется. Результирующий сигнал снимается с выхода переноса. Студентам предлагается самостоятельно вывести зависимость В от заданного Кдел при обоих направлениях счета для счетчика по основанию 16. При реализации этой схемы следует обратить внимание на то, что пребывание счетчика в конечном состоянии оказывается кратковременным и это может привести к незагрузке некоторых разрядов счетчика. Аналогично предыдущей схеме рекомендуется вводить в цепь "выход переноса – вход разрешения загрузки" либо схему задержки, либо дополнительный триггер.

Порядок выполнения работы

1.Предварительное задание

1.1.По конспекту лекций, литературе /3, 6, 7/ и разделу 1 данной работы ознакомьтесь с назначением, принципом действия и функциональными схемами счетчиков. Подготовьте ответы на предварительные вопросы:

Дайте общее определение счетчиков, их классификацию и функциональные возможности каждой разновидности.

Перечислите способы организации делителей на основе специальных и полных счетчиков.

Изобразите структурную схему делителя с переменным Кдел и установкой заданного исходного состояния, дайте описание его работы.

Изобразите структурную схему делителя с переменным Кдел и установкой заданного конечного состояния, дайте описание его работы.

Проведите сравнительный анализ различных схем делителей. 1.2. Составьте заготовку отчета согласно п. 1.2 раздела "Общие положения". Из справочной литературы перенесите в нее УГО и функциональную схему микросхемы К555ИЕ7, проведите ее функциональный анализ согласно п. 1.2 "Общих

положений".

31

1.3.Составьте в письменной форме план эксперимента (например, в форме таблицы) по исследованию счетчика ИЕ7

спомощью ГОИ. План должен включать разделы, перечисленные в п. 1.2 "Общих положений" и обеспечивать проверку всех функциональных возможностей счетчика, а также исследование приоритетов его функций друг относительно друга.

1.4.Разработайте на базе счетчика ИЕ7 принципиальную

схему делителя с постоянным коэффициентом Кдел и обнулением после прихода в заданное состояние на основе рис. 2.3. Докажите, что для A < 15 в качестве дешифратора можно использовать логику И с не более чем тремя входами. Для этого следует проанализировать состояния, проходимые счетчиком, от 0 до А и показать, какие комбинации не достигаются и, соответственно, какие разряды не требуют проверки на дешифраторе. Определите, какие выходы счетчика нужно подключать к дешифратору состояний (элемент И-НЕ) для каждого

значения Кдел =15…2, сведите результаты в таблицу. Укажите, для каких Кдел выходы счетчика можно непосредственно соединять со входом R без дешифратора (без учета необходимости схемы задержки).

1.5.Выберите микросхему И-НЕ в корпусе, включающем три логических элемента. Выявите неиспользуемые возможности микросхем и определите, какие сигналы нужно подавать на соответствующие входы. Разметьте схему. Составьте в письменной форме план эксперимента по исследованию этой схемы. Выберите, какие сигналы будете получать с поля констант и какие выдавать на индикацию. Определите, какие выходы счетчика нужно подключать к дешифратору состояний

(элемент И-НЕ) для каждого значения Кдел =15…2, сведите результаты в таблицу. Укажите, для каких Кдел выходы счетчика можно непосредственно соединять со входом R без дешифратора (без учета необходимости схемы задержки).

1.6.Разработайте на базе счетчика ИЕ7 принципиальную схему делителя с постоянным коэффициентом Кдел и предва-

32

рительной установкой исходного состояния, от которого счет ведется (вверх или вниз) до переполнения счетчика. В цепь "выход переноса – вход разрешения загрузки" введите триггер на логике И-НЕ, соединив его вход S# с выходом переполнения счетчика, а вход R# – с выходом схемы задержки. Схему задержки выполните на двух элементах Н-НЕ. Ее вход также соедините с выходом переполнения счетчика. Выберите микросхему И-НЕ в корпусе, включающем нужное число логических элементов. Выявите неиспользуемые возможности микросхем и определите, какие сигналы нужно подавать на соответствующие входы. Выберите, какие сигналы будете получать с поля констант и какие выдавать на индикацию. Составьте план эксперимента по исследованию этой схемы. Определите, какие коды нужно подавать на входы счетчика для каждого значения Кдел =16…2 при счете вверх и вниз, сведите результаты в таблицы.

2.Рабочее задание

2.1.Выполните в программе VirtualPCB коммутацию, необходимую для исследования счетчика по п. 1.3. Выберите, какие сигналы будете получать с поля констант и какие выдавать на индикацию, проверьте отображение всех выходных сигналов в поле индикации. Учтите, что при исследовании счета на неиспользуемый счетный вход следует подавать лог.1. Установите счетчик в разъем, проведите исследование, включая анализ приоритетов, отметьте в плане проверенные режимы, покажите преподавателю. Сохраните последний вариант схемы под именем ЛР6_1.

2.2.Получите у преподавателя 3 заданных значения коэффициента деления, скорректируйте схему, разработанную по п. 1.4-1.5, под первое из значений. Выполните в программе VirtualPCB коммутацию, необходимую для исследования делителя, причем с учетом уровней, подаваемых на неиспользуемые входы. Установите выбранные вами микросхемы в колодки согласно правилу, приведенному выше, включите пита-

33

ние стенда и щелкните «Соединиться с устройством». Проведите исследование для всех трех заданных значений, меняя коммутацию. Покажите преподавателю, выполняет ли схема функцию делителя с заданными Кдел. Сохраните последний

вариант схемы под именем ЛР6_2.

2.3.Соберите схему, разработанную согласно п. 1.6, проверьте отображение всех выходных сигналов в поле индикации. проверьте правильность коммутации и проведите исследования, выбрав по согласованию с преподавателем три значе-

ния Кдел для счета вверх и одно – для счета вниз. Сверьте результаты с разработанными вами таблицами. Подготовьте словесное описание работы схемы. Покажите преподавателю, выполняет ли схема функцию делителя с заданными Кдел.

2.4.Проверьте полноту отражения в отчете результатов экспериментов и сделайте ВЫВОДЫ по каждой схеме.

Итоговые вопросы

1.Дайте общее определение счетчиков, их классификацию и функциональные возможности каждой разновидности.

2.Сравните схемы, приведенные на рис. 2.1,а и рисунке

1.4методических указаний к ЛР по курсу «Цифровая электроника». Объясните порядок изменения состояния светодиодов в эксперименте по исследованию схемы 1.4.

3.Перечислите способы организации делителей на основе специальных и полных счетчиков.

4.Изобразите структурную схему делителя с переменным Кдел и установкой заданного исходного состояния, дайте описание его работы.

5.Изобразите структурную схему делителя с переменным Кдел и установкой заданного конечного состояния, дайте описание его работы. Объясните, почему в качестве компаратора используют элемент И, на входы которого подают выходные сигналы только с тех разрядов счетчика, которые в состоянии

34

А= Кдел имеют значения лог.1, и почему не контролируют наличие лог.0 на остальных выходах счетчика.

6.Проведите сравнительный анализ различных схем дели-

телей.

7.Приведите схемные решения, улучшающие работу делителей.

8.Перечислите функциональные возможности микросхемы ИЕ7, способы ее перевода в каждый из режимов, приоритеты.

9.Обоснуйте разработанные вами схемы и планы экспериментов, дайте описание работы каждой схемы с демонстрацией временных диаграмм.

35