Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Кольцевые счетчики
       А.Н. Маньковский, пос. Шевченко, Донецкая обл.
    Кольцевые счетчики - это замкнутые в "кольцо" регистры сдвига, состояние в которых изменяется под воздействием входных сдвигающих импульсов. Кольцевые счетчики со сравнительно небольшим коэффициентом пересчета можно построить на D или JK триггерах. Но, конечно же, для их построения больше всего подходят регистры в микросхемном исполнении. Принципам построения кольцевых счетчиков и посвящена предлагаемая статья. Рассмотрим способы построения кольцевых счетчиков на примерах применения микросхем ТТЛ и КМОП, так как логика работы разных типов цифровых (логических) микросхем имеет небольшие различия. Кольцевые счетчики сравнительно легко можно построить на специальном регистре К155ИР17, предназначенном для построения аналого-цифровых преобразователей, работающих по принципу последовательного приближения, с числом разрядов до 12. Потребляемый ток не превышает 124 мА, максимальная частота следования тактовых импульсов - 15 МГц. Регистр имеет вход С для отрицательных тактовых импульсов (триггеры регистра переключаются по их спаду), вход D для сигналов запоминаемой информации, входы разрешения преобразования ERD и сброса S. При уровне лог. "0"на входах ERD и S по спаду очередного отрицательного тактового импульса (0) триггеры регистра устанавливаются в начальное состояние: на выходе 12 появляется уровень лог. "0", на выходах 1-11 - уровень лог. "1". На выходе окончания преобразования Р также возникает уровень лог. "1". Такое состояние регистра сохраняется до тех пор, пока на входе S присутствует уровень лог. "0". После поступления уровня лог. "1" на вход S спад первого же тактового импульса (1) записывает в триггер регистра с выходом 12 информацию с входа D (имеет значение уровень до спада тактового импульса), устанавливает на выходе 11 уровень лог."0", а на выходах 1-10 и Р остается уровень лог. "1". Спад следующего тактового импульса (2) записывает информацию с входа D в триггер с выходом 11 и устанавливает на выходе 10 уровень лог. "0" и т. д. Таким образом, на выходах регистра поочередно появляется уровень лог."0", а затем информация с входа D. После того, как импульс 12 запишет информацию в триггер с выходом 1, на выходе Р возникает уровень лог. "0" и состояние регистра фиксируется до появления такого же уровня на входе S. Если последний соединить с выходом Р, то по спаду очередного тактового импульса (13) регистр установится в исходное состояние (аналогично импульсу 0) и далее повторится описанный выше цикл работы с периодом в 13 тактов. В случае подачи уровня лог."1” на вход ERD на выходах 1-12 и Р появляется такой же уровень, не изменяющийся от сигналов на других входах. Соединив выход Р одной микросхемы с выходом ERD другой, как показано на рис.1, можно построить регистры на 24, 36, 48 и т. д. разрядов. Такие регистры работают аналогично одной микросхеме, а при соединении выхода Р последней с объединенными входами S - циклично с периодом соответственно в 25, 37, 49 и т. д. тактов. Микросхему можно использовать и как регистр с меньшим числом разрядов (11-1), если вход S соединить с соответствующим выходом (1-11). При подаче на вход D постоянного уровня лог. "1" регистр работает как счетчик-дешифратор (кольцевой счетчик), на выходах которого поочередно на время периода тактовых импульсов появляется уровень лог. "0". Коэффициент пересчета такого счетчика равен 13, если вход S соединен с выходом Р, но может быть и меньше (2-12), если этот вход соединен с соответствующим выходом (1-11). Исходя из всего вышесказанного, легко построить кольцевой счетчик на регистре К155ИР17 с коэффициентом пересчета 13, схема которого и показана на рис.2, а временные диаграммы напряжений в ее характерных точках - на рис.3. Регистр DD2 устанавливается в исходное состояние уровнем лог. "0" на входе S и с приходом спада отрицательного тактового импульса на вход С. Длительность времени воздействия уровня лог. "0" на вход S регистра DD2 при установке его в исходное состояние должна быть больше периода тактовых импульсов. Построение схем установки цифровых (логических) устройств в исходное состояние рассмотрено в [2]. Если вход S соединить на выход 1, получится кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета 12, на выход 2 - c коэффициентом пересчета 11, ..., на выход 11 - c коэффициентом пересчета 2. Применив галетный переключатель на 12 положений, кольцевой счетчик, изображенный на рис.2, можно превратить на счетчик с переменным коэффициентом пересчета (от 2 до 13). Применив два регистра К155ИР17, можно создать кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета 25. Схема такого счетчика изображена на рис.4. Соединив вывод 2 логического элемента DD 1.1 с определенным выходом регистра DD3 (12...1), мы получим кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета 13...24. Принцип построения кольцевых счетчиков на D триггерах микросхем КМОП технологии рассмотрен в [3]. В вышеуказанной статье кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета 6 использовался в составе генератора прямоугольных импульсов для создания импульсов управления шестью тринисторами выходного формирователя силовой части преобразователя постоянного напряжения в переменное 3-фазное. Неприятной особенностью такого счетчика является то, что сбои, вызванные лишними или недостающими кодовыми единицами в "кольце" не самоустранимы (в отличие от кольцевых счетчиков на микросхемах ТТЛ, триггеры кольцевых счетчиков микросхем КМОП технологии поочередно устанавливаются не в "нулевое", а в "единичное" состояние). Действительно, если, например, под воздействием импульса помехи триггер, находившийся в "единичном" состоянии, перейдет в "нулевое" состояние, то все триггеры в кольце окажутся в "нулевом" состоянии, и положительные тактовые импульсы не будут изменять состояние счетчика. Подобные сбои могут быть устранены только повторной начальной установкой триггеров счетчика в исходное состояние. Одним из методов борьбы с подобными сбоями является введение в счетчик логической цепи, разрешающей запись единицы в первый триггер только тогда, когда все остальные триггеры находятся в "нулевом" состоянии. Подобный кольцевой счетчик имеет коэффициент пересчета на единицу больше числа разрядов используемого счетчика и описан в [4]. Более совершенный и более схемотехнически грамотно построенный, чем в [4], кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета 6 и автоматической коррекцией состояния применен в составе генератора прямоугольных импульсов управления тринисторами силовой части трехфазного инвертора тока, изображенного на рис.5. Временные диаграммы напряжений в характерных точках генератора, поясняющие его работу, показаны на рис.6. На инверторах DD1.1 и DD1.2 построен простейший мультивибратор с частотой следования импульсов 300 Гц, которая подстраивается подбором сопротивления резистора R1. На микросхемах DD2...DD5 собран кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета 6. На логических элементах DD6.1, DD6.2, DD1.3 и DD1.4 построена схема автоматической коррекции состояния кольцевого счетчика. Если вследствие воздействия импульса помехи все триггеры окажутся в "нулевом" состоянии, на выходе логического элемента DD1.4 и, соответственно, на информационном входе D триггера DD3.1 установится уровень лог. "1". Первым тактовым импульсом триггер DD3.1 установится в "единичное" состояние, а это значит, что кольцевой счетчик примет исходное состояние - 1, 0, 0, 0, 0, 0. Если предположить самый невероятный вариант, когда все триггеры кольцевого счетчика вследствие воздействия импульса помехи установились в "единичное" состояние, то первый тактовый импульс установит в "нулевое" состояние триггер DD3.1 (на его информационном входе D уровень лог. "0"), второй тактовый импульс установит в "нулевое" состояние триггер DD3.2 и т. д. После прихода пятого тактового импульса триггеры DD3.1, DD3.2, DD4.1, DD4.2, DD5.1 установятся в "нулевое" состояние; триггер DD5.2 в "единичном" состоянии вследствие воздействия импульса помехи; т. е. состояние триггеров кольцевого счетчика 0, 0, 0, 0, 0, 1 соответствует алгоритму его работы. Импульсы, управляющие работой тринисторов выходных формирователей силовой части трехфазного инвертора тока, формируются логическими элементами И-НЕ DD7 и DD8. RS триггер на DD2.2 защищает схему от влияния "дребезга" контактов переключателя при включении источника питания (принцип работы этой схемы рассмотрен в [2]). На триггере DD2.1 выполнен одновибратор, который вырабатывает импульс длительностью около 0,5 с по приходу положительного фронта импульса с выхода схемы защиты от влияния "дребезга" контактов переключателя при включении источника питания. Такой одновибратор описан в [5]. Положительный импульс одновибоатора на DD2.1 запрещает вырабатывание управляющих сигналов Uy1...Uy6 в течение 0,5 с. За это время триггеры кольцевого счетчика устанавливаются в исходное состояние. Кольцевой счетчик, выполненный на D триггерах по схеме, изображенной на рис.5, можно построить на сдвоенном регистре К561ИР2. Схема такого счетчика в составе генератора прямоугольных импульсов для управления тринисторами выходного формирователя силовой части трехфазного инвертора тока с временной диаграммой напряжений в характерных точках счетчика показана на рис.7. На логических элементах DD1.4, DD4.2, DD1.3 и DD1.4 выполнена схема автоматической коррекции состояния данного счетчика. Литература 1. Алексеев С. Применение микросхем серии К155//Радио. -1987. -N10. 2. Маньковский А. Н. Схемы управления цифровыми устройствами//Радиосхема. -2007. -N1. -С.10. 3. Маньковский А. Н. Преобразователь напряжения аккумулятора в трехфазное напряжение 380В// Электрик. -2001.-N7. 4. Маньковский А. Н. О включении электродвигателей в однофазную сеть//Электрик. -2004. -N 1. 5. Маньковский А. Н. Простые реле времени//Радиоаматор. -2003. -N2.


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100