Проектирование цифрового счетчика

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»

Факультет радиотехники и электроники

Кафедра радиотехнических систем

Дисциплина: Цифровая электроника

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

на тему

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВОГО СЧЁТЧИКА 

Минск 2014

Содержание

Содержание        3

1.        Ведение. Цель проектирования        4

2.        Общие сведения о цифровых счетчиках        5

3.        Принципы построения суммирующих счетчиков        8

4.        Синтез счетчика на JK-триггерах        14

5.        Разработка функциональной схемы счетчика        22

6.        Выбор элементарной базы        24

7.        Разработка принципиальной схемы согласно ГОСТ        26

8.        Разработка принципиальной схемы согласно ANSI        28

9.        Заключение        29

10.        Литература        30

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Цифровой суммирующий счетчик. Схема электрическая принципиальная согласно ANSI (ФИТУ.ХХХХХХ.001 Э3)        31

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Цифровой суммирующий счетчик. Схема электрическая принципиальная согласно ГОСТ (ФИТУ.ХХХХХХ.002 Э3)        32

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Блок питания счетчика. Схема электрическая функциональная согласно ГОСТ (ФИТУ.ХХХХХХ.001 Э2)        33

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Цифровой суммирующий счетчик . Перечень элементов (ФИТУ.ХХХХХХ.003 П)        34

1. Ведение. Цель проектирования

В настоящее время наиболее совершенные принципы и средства взаимодействия человека с окружающим миром обеспечивает цифровая техника. Ее наименее избыточный алфавит – двухуровневые символы, которыми оказалось возможным представлять (кодировать) любую информацию – привел к созданию чрезвычайно точных, надежных, малогабаритных и функционально-наращиваемых устройств.

Цифровые устройства занимают доминирующее место во многих областях науки и техники, что обусловлено существенно меньшим потреблением энергии от источника питания, более высокой точностью, меньшей критичностью к изменениям внешних условий, большей помехоустойчивостью. Цифровая техника включает в себя такие устройства как триггеры, регистры, счётчики, комбинационные устройства, микропроцессоры, электронные вычслительные устройства и системы.

Области применения цифровой техники поистине безграничны. Сегодня около 95% всех разрабатываемых радиоэлектронных устройств – цифровые с высокой степенью интеграции.

Проектируемый в данной курсовой работе цифровой счетчик представляет собой логическое устройство последовательностного типа, осуществляющее подсчет поступивших на счетный вход импульсов и фиксацию их числа в том или ином коде. После подсчета заданного числа импульсов счетчик в режиме непрерывного счета самостоятельно возвращается в исходное нулевое состояние и цикл его работы повторяется. Новое состояние счетчика, как и любого последовательностного устройства с памятью, зависит не только от действующих входных сигналов, но и от последовательности сигналов, которые поступали ранее на его входы.

Целью курсовой работы является получение практических навыков в схемотехническом проектировании цифровых устройств. Типовым заданием предусматривается проектирование цифровых счетчиков различного назначения с произвольным модулем счета в среде схемотехнического проектирования Multisim.

Согласно техническому заданию в данной курсовой работе будет разрабатываться синхронный суммирующий цифровой счетчик, построенный четырех JK-триггерах ТВ6 (74LS107N). Такой счетчик с модулем счета 11 позволит осуществлять подсчет поступивших на вход импульсов, фиксировать их число и после 11-го  импульса будет возвращаться в исходное нулевое состояние. Исключение избыточных состояний осуществляется методом расчета и включения дополнительных обратных связей между разрядами счетчика. Схема электрическая принципиальная синхронного суммирующего счетчика с модулем счета 11 выполняется на формате А4 в соответствии с ГОСТ на отечественных интегральных микросхемах, а так же в соответствии с ANSI на зарубежных аналогах.