departamentul de bazele electronicii - bel.utcluj.ro · sinteza automatelor cu numărătoare...
TRANSCRIPT
Circuite integrate digitale
Numărătoare integrate sincrone
Sorin Hintea
Departamentul de Bazele Electronicii
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 2
Numărătoare sincrone integrate
Numaratoarele sincrone integrate au in componenta un numar de bistabile actionate toate cu acelasi semnale de ceas
Aceste circuite pot sa duca la structuri mai simple de numaratoare sau divizoare de frecventa.
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 3
Numărătoare sincrone integrate - 74163
simbolul logic, tabelul de adevăr, analiza funcționării cu diagrama de semnale
acțiune
0 X X1 0 X1 1 01 1 1
reset → 0000încarcă DCBAmenține stareanumără
Cl Ld PT
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 4
Numărătoare sincrone integrate
extinderea capacității de numărare → varianta 1 asincronă (CK diferit la Low și High)
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 5
Numărătoare sincrone integrate
extinderea capacității de numărare → varianta 2 sincronă (același CK la Low și High)
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 6
Numărătoare sincrone integrate
analiza circuitelor cu numărătoare integrate 74163 → schema logică, tabelul de analiză, diagrama de semnale și diagrama de tranziții
acțiune
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
1 11 11 11 11 11 11 10 01 11 11 11 11 10 01 10 0
numărănumărănumărănumărănumărănumărănumărăîncarcănumărănumărănumărănumărănumărăîncarcănumărăîncarcă
0 0 0 00 0 0 01 0 0 11 0 0 10 0 0 00 0 0 01 0 0 11 0 0 10 1 0 00 1 0 01 1 0 11 1 0 10 1 0 00 1 0 01 1 0 11 1 0 1
0 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 11 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 10 1 0 01 1 1 11 1 0 1
D C B AQ Q Q Q Ld PT DC B A D C B A
Q Q Q Q
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 7
Numărătoare sincrone integrate
analiza circuitelor cu numărătoare integrate 74163 → schema logică, tabelul de analiză, diagrama de semnale și diagrama de tranziții
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 8
Numărătoare sincrone integrate
sinteza automatelor cu numărătoare integrate 74163 → organigrama de tranziții, tabelul de adevăr, diagrama de semnale, schema
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
1 10 XX XX XX XX X1 11 10 XX XX XX XX X1 11 11 1
X X X X0 1 1 0X X X XX X X XX X X XX X X XX X X XX X X X1 1 0 1X X X XX X X XX X X XX X X XX X X XX X X XX X X X
D C B AQ Q Q Q Ld PT DC B A
acțiune
0 X X1 0 X1 1 01 1 1
reset → 0000încarcă DCBAmenține stareanumără
Cl Ld PT
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 9
Numărătoare sincrone integrate
1
1D
D
C D A
P T
D A Q
C
B Q
Ld Q Q Q
sinteza automatelor cu numărătoare integrate 74163 → organigrama de tranziții, tabelul de adevăr, diagrama de semnale, schema
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 10
Divizoare de frecvență programabile
divizor de frecvență programabil cu numărătorul integrat 74163 → schema de principiu a divizorului, descrierea funcționării, analiza cu diagrama de semnale
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 11
Divizoare de frecvență programabile
extinderea capacității de divizare → divizor de frecvență cu un număr până la 256 → schema de principiu cu două numărătoare, descrierea funcționării
Low High
8...150...150...15
131415
Total: 8+16+16=40 stări distincte → divizor cu raport 40
încarc 2n NGeneralizare n biți, raport de divizare N:
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 12
Generatoare de secvențe cu numărător
generatoare de secvențe cu numărătoare 74163 → principiul de funcționare, alegerea stărilor, diagrama de tranziții, schema
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
X XX XX XX X1 11 10 XX XX X1 10 XX X1 11 10 XX X
X X X XX X X XX X X XX X X XX X X XX X X X1 0 0 1X X X XX X X XX X X X1 1 0 0X X X XX X X XX X X X0 1 0 0X X X X
D C B AQ Q Q Q Ld PT DC B A
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 13
Generatoare de secvențe cu numărător
generatoare de secvențe cu numărătoare 74163 → principiul de funcționare, alegerea stărilor, diagrama de tranziții, schema
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 14
Numărătoare sincrone integrate - 74193
numărătorul integrat 74193 → simbolul logic, descrierea funcționării (tabel de adevăr și diagrama de semnale)
acțiune
1 X X X0 0 X X0 1 10 1 1
reset asincron → 0000încarcă asincron DCBAnumără înaintenumără înapoi
Cl Ld Cu Cd
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 15
Divizoare de frecvență programabile cu 74193
divizor de frecvență cu un număr pe 4 biți → schema de principiu a divizorului programabil cu numărare înapoi, descrierea funcționării cu diagrama de semnale
încărcare asincronă !!! → 2 stări într-un singur TCK la reinițializarea ciclului de numărare
raport de divizare cu N→ se încarcă DCBA=(N)2
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 16
Divizoare de frecvență programabile cu 74193
extinderea capacității de numărare/divizare → numărătoare sincrone 74193 în cascadă → schema de principiu a numărătorului pe 8 biți, diagrama de semnale
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 17
Divizoare de frecvență programabile cu 74193
divizorului programabil cu numărător extins care numără înapoi → Ex: N=78
Low High
14(13)...015...015...015...015...0
43210
Total: 14+16+16+16+16=78stări distincte → divizor cu raport N=78
încarc NGeneralizare n biți, raport de divizare N:
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 18
Numărătoare de stare
analiza unui numărător de stare cu 74163 → schema circuitului, tabelul de adevăr pentru analiză
0
B A
C A
C B A
C A C B A C B B A
A B
D
C Q Q a
B Q Q
A Q Q aQ
Ld Q Q Q Q Q aQ Q bQ Q
PT Q Q b
Ld PT acțiune
011
Var.MVar.Nr
1
X01
01
Var.Nr
ÎMNr
Î+MÎ+Nr
M+Nr
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 19
Numărătoare de stare
acțiune
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
11 0 1b 11 101 1b 1
11 0 1b 11 10 1 1b 1
0 0 1 10 0 0 10 a 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 00 a 0 0 1 0 00 0 1 10 0 0 10 a 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 00 a 0 0 1 0 0
Î(a)+Nr( )M(b)+Nr( )Î+ÎÎ( )+Nr(b)NrÎNrÎ( )+Nr(b)Î(a)+Nr( )M(b)+Nr( )Î+ÎÎ( )+Nr(b)NrÎNrÎ( )+Nr(b)
D C B AQ Q Q Q Ld PT DC B A
a
b
b
ab
b
a
a
a
a
a
a
a
b
b
ba
b
b
b
analiza unui numărător de stare cu 74163 → tabelul de adevăr complet, diagrama de tranziții
Circuite integrate digitale – Numărătoare integrate sincrone 20
Numărătoare de stare
sinteza unui numărător de stare cu 74163 → organigrama de tranziții → tabelul de adevăr pentru sinteză
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 0
⁞
X X1 11 ab 0X XX X
10 XX X
⁞
X X X XX X X XX X X X 0 1 1 0X X X XX X X X0 0 1 00 0 bX X X X
⁞
D C B AQ Q Q Q Ld PT DC B A
a
bLd PT acțiune
011
Var.MVar.Nr
1
X01
01
Var.Nr
ÎMNr
Î+MÎ+Nr
M+Nr
Q f
01
a
bf Qa Qb