Временная диаграмма работы ГЧ, как «чёрного ящика».

Рис.2. Временная диаграмма работы генератора чисел.

 

Обозначения:

С – синхроимпульсы;

Z_1-10 – выходы ГЧ.

 

Проанализировав полученную диаграмму, можно представить последовательность чисел, которую нужно реализовать при построении ГЧ. Эта последовательность имеет вид, представленный в таблице 2.

Таблица 2.

Последовательность

1-2-4-8-16-32-64-128-256-128-64-32-16-8-4-2-1-256-512-2-4-2-4-8

Методы и способы построения ГЧ.

 

Генератор чисел на базе счетчика Джонсона.

Варианты построения счетчика Джонсона и выбор оптимального в соответствии с критерием оптимизации.

В основе ГЧ должен лежать счетчик Джонсона, модуль пересчета которого равен длине последовательности чисел, т.е. 24.

2*n=N => n=12

где n – разрядность счётчика Джонсона,

N – количество считываемых значений счётчика (модуль пересчёта).

Таблица 3.

№

q11

q10

q9

q8

q7

q6

q5

q4

q3

q2

q1

q0

Z1

Z2

Z3

Z4

Z5

Z6

Z7

Z8

Z9

Z10

Упрощенная схема счетчика Джонсона на базе триггеров, использующих сдвиг вправо на рис.3.

q11

q10

q9

q8

q7

q6

q5

q4

q3

q2

q1

q0

Рис.3. Упрощенная схема счетчика Джонсона на базе триггеров.

Счетчик Джонсона на базе D-триггеров.

 

Для реализации понадобится 12 триггеров. При выборе микросхемы триггера, используемого для реализации в качестве базы, будем руководствоваться минимальными аппаратными затратами, необходимыми для удовлетворения ограничений ТЗ. Поэтому рассмотрим следующие микросхемы триггеров: КР1533ТМ7, КР1533ТМ8, КР1533ТМ9.

Выбираем мс КР1533ТМ8, т.к. у неё присутствуют инверсные выходы, что облегчит нам построение ПК (преобразователя кода) тем самым уменьшит аппаратные затраты, также присутствует вход начального сброса R что избавит нас от лишних аппаратных затрат, и также требуется меньший входной ток высокого уровня на вход С, чем у входа Е в мс КР1533ТМ7. Для реализации счетчика нам понадобится 3 мс КР1533ТМ8.

Рассчитаем потребляемую мощность:

Р (КР1533ТМ8)=Ucc*(3*Icc(КР1533ТМ8) ) =5, 5*(3*14)= 231мВт.

Как видно, потребляемая мощность, без сложения с потребляемой мощностью других микросхем, которые понадобятся для построения ПК, не будет превышать заданное ограничение ТЗ.

Схема полученного счетчика представлена на рис.4.

Рис.4. Счетчик Джонсона на базе D-триггеров.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала начальной установки:

IiH( R ) = 0, 02*3 = 0, 06мА, IiL( R ) = 0, 1*3 = 0, 3мА.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала синхроимпульса:

IiH( С ) = 0, 02*3 = 0, 06мА, IiL( С ) = 0, 1*3 = 0, 3мА.

По входным сигналам данная схема не удовлетворяет условиям ТЗ. Для того, что бы нагрузка по току на входные сигналы ГЧ удовлетворяла ТЗ, пропустим входные сигналы через ИМС КР1533ЛП16, которая представляет собой шесть буферных элементов с повышенной нагрузочной способностью. Полученная в результате схема представлена на рис.5.

Рис.5. Счетчик Джонсона на базе D-триггеров, согласованный по входному току.

Вычислим потребляемую мощность с учетом мс КР1533ЛП16:

Р = Ucc*(3*Icc(КР1533ТМ8) + Icc(КР1533ТМ8) ) = 5, 5*(3*14+10, 6) = 289, 3мВт

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала начальной установки:

IiH( R ) = 0, 02мА, IiL( R ) = 0, 1мА.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала синхроимпульса:

IiH( С ) = 0, 02мА, IiL( С ) = 0, 1мА.

Задержка переключения счетчика (Тпер.С) по входу «С» равна tзд.(КР1533ЛП16) + tзд.(КР1533ТМ8) по входу «С» + время опережения установки информации по входу «D» относительно положительного фронта сигнала на входе «С» = 8+17+10 (нс) = 35нс.

Время формирования выходных сигналов счетчика (Тформ.С) по входу «С» равна tзд.(КР1533ЛП16) + tзд.(КР1533ТМ8) по входу «С» = 8+17 (нс) = 25нс.

Задержка переключения счетчика (Тпер.R) по входу «R» равна tзд.(КР1533ЛП16) + tзд.(КР1533ТМ8) по входу «R» + время опережения установки информации по входу «D» относительно положительного фронта сигнала на входе «С» = 8+23+10 нс = 41нс.

Время формирования выходных сигналов счетчика (Тформ.R) по входу «R» равна tзд(КР1533ЛП16) + tзд(КР1533ТМ8) по входу «R» = 8+23 нс = 31нс.

 

Счетчик Джонсона на базе JK-триггеров.

 

Для реализации понадобится 12 триггеров. В серии К1533 есть несколько мс JK-триггеров:

КР1533ТВ6, КР1533ТВ9, КР1533ТВ10, КР1533ТВ11, КР1533ТВ15. Все они имеют по два JK-триггера.

Для реализации счетчика Джонсона нам понадобится 6 таких микросхем.

Таким образом, рассматриваемый способ уступает по аппаратным затратам счетчику Джонсона на базе D-триггеров рассмотренному ранее в разделе 4.1.1.1. Поэтому подробное рассмотрение данного способа построения счетчика Джонсона не имеет смысла.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: