Логическое проектирование

Оглавление

Техническое задание. 2

Теоретические сведения. 3

Логическое проектирование. 4

Схемотехническое проектирование. 19

Топологическое проектирование. 29

Аналитические расчеты.. 31

Заключение. 33

Список используемой литературы.. 34

Техническое задание

По техническому заданию необходимо разработать делитель частоты с переменной скважностью выходного сигнала на базе RS-триггера. Коэффициент деления 24, скважность 4 и 6.

Таблица 1. Техническое задание

Теоретические сведения

Счетчиком называют устройство, предназначенное для подсчёта числа импульсов поданных на вход. Они, как и сдвигающие регистры, состоят из цепочки триггеров. Разрядность счетчика, а следовательно, и число триггеров определяется максимальным числом, до которого он считает. Они так же могут использоваться как делители частоты.

Счетчики можно классифицировать по ряду признаков. По направлению счета их делят на суммирующие (с прямым счетом), вычитающие
(с обратным счетом) и реверсивные. В суммирующих счетчиках с приходом очередного счетного импульса результат увеличивается на единицу, в вычитающих – уменьшается на единицу. Реверсивными называются счетчики, которые могут работать как в режиме суммирующего счетчика, так и в режиме вычитающего счетчика.

Самым простым примером является асинхронный счетчик, который кроме подсчета приходящих на вход импульсов выполняет еще одну не менее важную функцию. В каждом звене частота сигнала делится на 2.

Асинхронные схемы имеют свои особенности, в частности асинхронный счетчик имеет ложные состояния при переключении. Если делать счетчик с модулем счета не равным степени 2 методом асинхронного сброса, то может возникнуть паразитный цикл.

Синхронные счетчики не имеют такой проблемы. Сигналы на их выводах не отстают друг от друга по фазе.

В данной работе делитель частоты построим на синхронном счетчике.

Логическое проектирование

В техническом задании сказано, что устройство должно проектироваться с использованием RS-триггера, как базового.

На рисунке 1 показана схема, а так же символ RS – триггера, срабатывающего по фронту синхросигнала, в базисе ИЛИ-НЕ.

Рисунок 1 – Схема и символ RS-триггера, срабатывающего по фронту

Триггер имеет асинхронный вход сброса.

Кроме того данный триггер может быть дополнен входом разрешения переключения. Схема RSV-триггера представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема RSV-триггера, срабатывающего по фронту

Счетчик сделаем на основе TV-триггеров.

Схема TV- триггера на основе RSV показана на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема TV-триггера

Для обеспечения деления частоты входного сигнала на 24, необходимо, чтобы модуль счета счетчика имел аналогичное значение.

Счетчик сделаем на основе метода исключения лишних состояний. Когда сигнал примет значение логической единицы, то на следующем такте синхроимпульса счетчик должен переключиться в состояние h00.

Выходной сигнал должен иметь скважность 4 и 6 в зависимости от режима работы устройства.

Скважность – отношение полного периода сигнала к ширине импульса.

Функция выходного сигнала будет выглядеть следующим образом:

En6 = 0 – Скважность выходного сигнала

En6 = 1 – Скважность выходного сигнала

Логическая схема устройства представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Логическая схема устройства

Результат моделирования схемы показан на рисунке 5.

Можем заключить, что счетчик, основополагающий модуль устройства, а так же устройство в целом работает корректно.