Файл: 1. Контактные явления в полупроводниковых приборах, p n переход, виды полупроводниковых диодов 3.docx

25. 1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

---

Регистры

Регистрами называют функциональные узлы, предназначенные для хранения информации. Информация поступает и хранится в регистрах в виде п - разрядных двоичных чисел. Существуют параллельный и последовательный регистры.

Схема параллельного трехразрядного регистра приведена на рис. 130.



Информация поступает в виде параллельного кода, то есть все разряды Х₀, Х₁, Х₂ поступают одновременно.

Когда на тактовые входы всех триггеров одновременно подается тактовый импульс синхронизации (записи), по переднему фронту этого импульса переключаются все триггеры одновременно и получаем: Q₀ = X₀, Q₁ = X₁, Q₂ = X_2.

Информация хранится в параллельном регистре в виде параллельного кода и может быть считана с выходов триггеров.

Схема последовательного трехразрядного регистра и временные диаграммы, иллюстрирующие его работу, приведены на рис. 131.

Записываемое число поступает по одному входу X в виде последовательного кода.

При поступлении первого тактового импульса в момент переднего фронта в каждом триггере записывается значение логического сигнала на его входе.

Поступившее на вход X число 101 после третьего тактового импуль­са оказывается записанным в разрядах триггера. После этого последовательный код в регистре может быть преобразован в параллель­ный код: число может быть считано с выходов триггеров

---

Q₀, Q_{,Q₂.

При поступлении каждого тактового импульса записываемая информация сдвигается в регистре, поэтому последовательный регистр еще называют сдвиговым.

Если после записи в регистр числа вновь подавать тактовые импульсы, число поразрядно будет прочитываться на выходе старшего разряда и оттуда может быть передано к другим устройствам.

26. Счетчики импульсов и делители частоты

Счетные триггеры широко применяются в делителях частоты, распределителях и счетчиках импульсов.

Как уже отмечалось ранее, счетчики импульсов позволяют подсчитывать количество поступающих на вход импульсов. Результат счета в них записывается в двоичном виде или двоичном коде.

Максимальное число N, которое может быть записано в счетчик, равно 2" -1, где п - число разрядов счетчика. Каждый разряд счетчика включает в себя триггер. Наиболее просты схемы счетчиков на синхронных Т -триггерах.

На рис.133 показана схема трехразрядного счетчика на сложение. Он осуществляет счет импульсов от 0 до 7. Число N может быть увеличено при подключении к выходу счетчика дополнительных разрядов.

Первый триггер счетчика образует младший разряд, сигнал go поступает на вход второго разряда, выходное напряжение которого подается на вход третьего разряда.

Нетрудно видеть, что состояние разрядов представляет собой запись числа поступивших импульсов в двоичном коде. После записи максимального числа N счетчик автоматически обнуляется. При поступлении дальнейших импульсов начинается новый цикл счета.



Аналогично суммирующему счетчику строится счетчик на вычитание, схема которого приведена на рис.134.

В начале работы подачей сигнала на установочные входы установлено состояние Q₀ = Q_l =Q₂ = Q₃ =1.

---

Состояние разрядов счетчика представляют собой двоичную запись убывающего числа.

Рассмотренные примеры соответствуют двоичным счетчикам, для которых N = 2" -1. При N≠2^п -1 - будет счетчик с произвольным коэффициентом счета. Часто встречающимся примером счетчика с произвольным коэффициентом счета является десятичный счетчик (счет от 0 до 9), который широко применяется в цифровых устройствах. Такой счетчик можно реализовать на четырех Г-триггерах по обычной схеме. Однако, в схему нужно дополнительно ввести логический элемент И-НЕ для установки всех триггеров в нулевое состояние (очистка счетчика) с приходом десятого импульса (рис. 135).




Рис. 135. Десятичный счетчик

С приходом первого импульса после того, как счетчик сосчитал до 1001 (до 9 в десятичной системе счисления), на выходе счетчика будет 1010, элемент И-НЕ переключается и на его выходе будет логический ноль: все триггеры установятся в состояние 0000.

Часто возникает необходимость в счетчиках, которые осуществляли бы сложение и вычитание поступающих импульсов. Такие счетчики называются реверсивными. Реверсные счетчики имеют два счетных входа. При подаче импульса на вход «+1» код, записанный в счетчике, увеличивается на единицу, а при поступлении импульса на вход «-1» код, записанный в счетчике, уменьшается на единицу.

Рассмотренные устройства относятся к так называемым последовательным устройствам, у которых при смене информации на входах для предсказания сигналов на выходах необходимо знать и состояние, в котором устройство было до этого.

27. 1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

---

Мультивибратор и триггер Шмита на логических элементах

На логических элементах можно выполнить разнообразные устройства, например, рассмотренные ранее мультивибратор, триггер Шмитта и RS -триггер.

Схема симметричного мультивибратора приведена на рис. 123.

Элементы D1 и D2, включенные инверторами, соединены между собой последовательно, образуя как бы двухкаскадный транзисторный усилитель с непосредственной связью. Конденсатор С, включенный между выходом элемента D2 и входом элемента D1, создает между выходом и входом такого усилителя положительную обратную связь, благодаря которой мультивибратор и возбуждается.

Предположим, что в начальный момент времени на выходе элемента D2 будет напряжение высокого уровня, а на выходе элемента D1 будет напряжение низкого уровня. Конденсатор С заряжается через резистор R. Как только напряжение на левой (по схеме) обкладке конденсатора, а значит и на входе элемента D\ станет ниже порогового уровня состояние всех элементов изменится на противоположное. Теперь конденсатор начинает разряжаться через резистор R и элемент D2, а затем, когда элементы переключаться в первоначальное состояние, будет вновь заряжаться и т.д. В результате на выходе элемента D2 будут непрерывно формироваться импульсы напряжения, близкие к прямоугольным. (Описанный мультивибратор можно собрать, например, на микросхеме K155J1A3, состоящей из четырех логических элементов И-НЕ).




Рис. 123. Схема мультивибратора Рис. 124. Схема триггера Шмитта

Триггер Шмитта можно выполнить по схеме, показанной на рис. 124. Положительная ОС вводится путем включения резистора R₂ между выходом второго инвертора и входом первого. Входное напряжение подается через дополнительный резистор R1, сопротивление которого влияет на глубину положительной ОС. Увеличение сопротивления этого резистора уменьшает чувствительность триггера к изменению входного напряжения.

---