Исследование функциональных электрических схем счетчиков, таблиц состояний, временных диаграмм

1. 
   

   2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ.

   
   2.1. Ознакомиться со структурой накладной панели и органами управления стенда. В работе используются кнопки "ПУСК" без фиксации и "АВТ" с фиксацией расположенные на панели управления. На накладной панели "11-12" имеется поле индикаторов "Q1", "Q2", "Q3" и индикатор "Q" с гнездом для подключения с помощью перемычки к внешним выводам МС. Остальное место занимает поле интегральных микросхем. На поле интегральных схем слева расположен генератор импульсов "ГИ". Предусмотрены два режима его работы - ручной и автоматический. В ручном режиме при каждом нажатии кнопки "ПУСК" формируется импульс синхронизации. При нажатии кнопки "АВТ" импульсы синхронизации поступают от генератора "ГИ" непрерывно. Поле микросхем используемых в работе состоит из D-триггеров DD2, DD5, DD7, двух элементов 2И–НЕ и одного элемента 3И-НЕ DD3. В работе используется гнездо "Q" для фиксации состояния выводов триггеров, а также гнезда "0" для подачи низких логических уровней на входы триггеров. Гнезда "1" для подачи высоких логических уровней использовать не обязательно, так как неподключенный вход в ТТЛ-логике воспринимается как логическая "1". Исследуемые схемы счетчиков собираются из триггеров прямые выходы которых внутрисхемно подключены к соответствующим светодиодным индикаторам Q3, Q2, Q1. Первый триггер DD2 соответствует младшему разряду счетчика с выходом Q1, а старшему разряду соответствует триггер DD7 с выходом Q3. Для установки триггеров в исходное состояние используется кнопка "СБР" на панели управления.
   2.2. Исследование двоичного последовательного суммирующего счетчика. Счетчик строится на D-триггерах включенных по схеме Т-триггера и имеет коэффициент счета 8.
   2.2.1. Собрать схему суммирующего счетчика на трех D-триггерах стенда.Для этого проводниками сделать соответствующие схеме рис. 2 соединения.
   
   Нажать кнопку "СБР", установив исходное состояние счетчика 000 (Q3, Q2, Q1). Нажимая кнопку "ПУСК" и считая входные (тактовые) импульсы от первого до восьмого, фиксировать по индикаторам состояние выходов Q3, Q2, Q1. Составить таблицу состояний счетчика и начертить временные диаграммы его работы по тактам.
   2.2.2. Подключить ко входу счетчика ГИ (кнопка "АВТ") и снять осциллограммы импульсов на входе счетчика и на прямых выходах триггеров, используя для просмотра осциллограф. Для этого следует подключить щуп осциллографа первого канала к гнезду "Вх.С", а щупом второго канала наблюдать импульсные последовательности на выходах триггеров Q3, Q2, Q1. Для устойчивой синхронизации при установке на осциллографе временных диаграмм следует соединить включить синхронизацию по первому каналу.
   2.3. Исследование двоичного последовательного вычитающего счет-чика. Собрать схему трехразрядного последовательного вычитающего счетчика на D-триггерах (рис. 3).
   
   Нажать кнопку "СВР", установив исходное состояние счетчика 111. На-жимая кнопку "ПУСК" и считая входные импульсы от первого до восьмого, фиксировать по индикаторам состояние выходов Q3, Q2, Q1. Составить таблицу состояний счетчика и построить временные диаграммы его работы.
   2.4. Исследование недвоичного последовательного счетчика.
   2.4.1. Для недвоичного последовательного счетчика Кс ? 2n, где n число триггеров. Рассмотрим, например, трехразрядный счетчик с коэффициентом счета Кс = 5, используя схему суммирующего счетчика на Т-триггерах. Один из способов реализации недвоичного счетчика состоит в использовании входов R, - сброса триггеров, т.е. счет начинается с нуля и заканчивается числом (Кс ? 1). Например, при Кс = 5, состояние выходов Q3, Q2, Q1 меняется последовательно 000?001?010?011?100. При появлении кодовой комбинации 101, осуществляете принудительный сброс триггеров счетчика в ноль, и далее счет повторяется. Учитывая, что входы R инверсные, следует на их входы подать через элемент 3И - НЕ (DD6) сигналы с выходов триггеров Q3, Q2, Q1, соответствующие коду 101, Вычертить схему недвоичного счетчика с заданным коэффициентом счета.
   2.4.2. Собрать суммирующий недвоичный счетчик в соответствии с рис. 4, и подключить входы элемента 3И - НЕ к выходам триггеров, соответствующий кодовой комбинации заданного коэффициента счета Кс. Выход элемента 3И - НЕ подключить к гнезду R сброса триггеров в ноль, Нажать кнопку "СБР", установив исходное состояние счетчика 000. Нажимая кнопку "ПУСК" и считая входные (тактовые) импульсы, фиксировать по индикаторам состояния выходов Q3, Q2, Q1. Составить таблицу состояний счетчика и используя осциллограф построить временные диаграммы его работы по тактам.