Курсовая работа: Дільник частоти з коефіцієнтом ділення К = 210 на JK-тригерах

Таким чином, будь-яка інформація в цифрових пристроях зображається у вигляді послідовності значень 1 і 0.

Електронна обчислювальна машина є складним інженерно-технологічним комплексом. З моменту створення конструкції машин перетерпіли вельми істотні зміни. В порівнянні з першими зразками сучасні обчислювальні машини є надійнішими і здійсненими.

З пристроїв, які оперували з декількома тисячами слів, вони перетворилися на системи, здатні працювати з пам'яттю 4 Гбайта і більш. При цьому робочий такт скоротився від тисячної до мільярдної частки секунди. Методи організації роботи ЕОМ дозволяють досягти величезних швидкостей обчислення.

Незалежно від типу будь-яку ЕОМ можна представити у вигляді центральної частини - ядра ЕОМ, і сукупності пристроїв для зв'язку із зовнішнім середовищем.

Найбільш поширеними пристроями в блоках комп'ютера є регістри і лічильники. Регістри забезпечують прийом, зберігання і зрушення коду слова, перетворення паралельного двійкового коду в послідовний і навпаки, порозрядні логічні операції. Лічильники служать для рахунку і зберігання коду числа підрахованих сигналів. І тому їх можна виявити в ядрі ЕОМ - процесорі, і в контролерах пристроїв для зв'язку із зовнішнім середовищем.

Сучасні ЕОМ, на даному етапі розвитку, є комплексом програм і технічних засобів, призначених для вирішення завдань наукового і технічного характеру, виконання економічних і статичних розрахунків, рішення задач управління різними технологічними процесами об'єктами.

Конструювання, будучи частиною процесу проектування, - складний і багатообразний процес. Перш за все, від конструктора потрібний, окрім добре розвиненого просторового мислення, уміння одночасно враховувати безліч самих різносторонніх вимог до конструкції машини, окремим її частинам і застосовувати все те краще, що накопичено в процесі попередніх робіт. Конструктор повинен створювати машини з високим ступенем надійності. Цьому сприяють новітні досягнення у області мікроелектроніки і мікромініатюризації.

У різних вузлах ЕОМ широко застосовуються лічильники для підрахунку циклу (у АЛУ), для підрахунку тактової частоти (у падаючому генераторі) і т.д.

Нашою промисловістю випускається велика різноманітність лічильників. На них можна реалізувати практично будь-який необхідний лічильник з потрібними нам функціями і можливостями. Лічильники прийнято розрізняти на ті, що підсумовують, віднімають і реверсивні. Звичайно лічильник має ланцюг установки в нульове положення, проте ця умова необов'язково, початковий стан може встановлюватися передачею в лічильник коду деякого числа.

Лічильники можуть виконувати функції подільників частоти, тобто приладів, що формують з імпульсної послідовності з частотою fвх імпульсну послідовність, на виході останнього тригера, з частотою fвих, в К разів меншу за вхідну. При такому використанні лічильників немає необхідності знати, яке число в ньому записане в поточний момент, тому подільники в деяких випадках можуть бути значно простіші за лічильники. [1]

1 ЗАГАЛЬНИЙ РОЗДІЛ

1.1 Аналіз технічного завдання

лічильник дільник частота електричний

Лічильник - вузол ЕОМ, який здійснює рахунок і зберігання коду числа підрахованих сигналів. Під сигналами розуміються як перепади потенціалу, так і імпульси

Лічильники є цифровими автоматами Мура, в яких новий стан лічильника визначається його попереднім стану і значенням логічної змінної на вході. Внутрішні стани лічильників характеризуються коефіцієнтом переліку Кпер, що визначає кількість його стійких станів. Основними параметрами є роздільна здатність або максимальна швидкодія і інформаційна місткість.

Вирішальна здатність - це мінімальний час між двома сигналами, які надійно фіксуються лічильником.

Максимальна швидкодія лічильника - величина, зворотня вирішальній здібності і рівна числу сигналів, що фіксуються лічильником в одиницю часу.

Інформаційна місткість - максимальне число сигналів, яке може бути підраховане лічильником. Кількісно місткість лічильника рівна коефіцієнту переліку Кпер.

Лічильники розрізняються призначенням, типом і кількістю використовуваних тригерів, режимами роботи, порядком зміни стану, організацією зв'язку між тригерами лічильника і іншими особливостями його структури.

Лічильники можуть бути однорозрядні, багаторозрядні, двійкові, десяткові, а також з будь-яким іншим цілим по значенню коефіцієнтом переліку.

По порядку зміни стану можуть бути лічильники з природним і довільним (примусовим) порядком зміни стану.

У лічильниках з природним порядком зміни стану значення коду кожного подальшого стану лічильника відрізняється на одиницю від коду попереднього стану. У лічильниках з довільним порядком зміни стану значення кодів сусідніх станів можуть відрізнятися більш ніж на одиницю.

Лічильники з природним порядком зміни станів підрозділяються на прості (що підсумовують і віднімають) і реверсивні, які залежно від сигналів, що управляють, можуть працювати як в режимі складання, так і в режимі віднімання.

За способом організації рахунку лічильники ділять на асинхронні і синхронні. В асинхронних лічильниках перемикання тригерів відбувається послідовно в часі, в синхронних лічильниках - паралельно (одночасно) в часі.

Однорозрядні двійкові лічильники будуються на основі Т- тригерів, що здійснюють складання за модулем 2, тобто рахунок і зберігання не більше двох сигналів відповідно до характеристичного рівняння. У загальному випадку n-розрядний двійковий лічильник – це пристрій, закон функціонування якого можна представити графом (рисунок 1.1). Звичайно вихідні сигнали лічильника співпадають з його станом, і тому вершини графа відмічені тільки одним значенням, що характеризує як стан лічильника, так і значення його вихідних сигналів. Мікрооперація рахунку збуджується сигналом У.

Рисунок 1.1 - Граф функціонування

У двійкових лічильниках, що підсумовують, рахунковий вхід кожного подальшого тригера сполучений з виходом попереднього таким чином, що під час переходу тригера молодшого розряду із стану „1” в стан „0” в ланцюзі перенесення між тригерами з'являється сигнал перенесення, під впливом якого тригер старшого розряду змінює свій стан на протилежний. Залежно від способу організації ланцюгів перенесення розрізняють двійкові лічильники з послідовним, наскрізним, паралельним і груповим перенесеннями.

Двійкові лічильники, що віднімають, реалізують мікрооперацію віднімання. Будуються аналогічно двійковим лічильникам, що підсумовують, з послідовним, наскрізним, паралельним і груповим перенесенням.