Электроника 2.2 / ЛР_5
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности
Обеспечивающее подразделение: Отделение электронной инженерии
Направление подготовки: 12.03.02 Оптотехника
ООП: Оптико-электронные приборы и системы
ОТЧЕТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5
Исследование электронных счётчиков
дисциплина "Электроника 2.2"
Выполнил:
студент группы _________________
Проверил:
канд. тех. наук, доцент ОЭИ ИШНКБ _________________ П.В. Сорокин
Томск - 2023
ЦЕЛЬ: Добиться уяснения студентами роли счётчиков в цифровых устройствах и закрепить в процессе проводимых исследований навыки приборного контроля счётчиков и обращения с технической документацией.
ПРОГРАММА РАБОТЫ
Проверить работу счётчика в различных режимах: параллельной загрузки, сброса, суммирования и вычитания в динамическом режиме. Для каждого режима обеспечить необходимые логические уровни на входах счётчика и снять осциллограммы напряжений на входах и выходах счётчика. Счётные импульсы на входы "+1" "-1" счётчика подавать с генератора прямоугольных импульсов.
Таблица 1. Режимы работы счётчика
Рассмотрим работу счётчика в режиме сброса:
Рисунок 1. Схема счётчика в режиме сброса (для состояния 1)
Рисунок 2. Осциллограмма счётчика в режиме сброса (для состояния 1)
TCD
TCU
Q3
Q2
Q1
Q0
Рисунок 3. Схема счётчика в режиме сброса (для состояния 2)
Q1
Q0
Q2
Q3
TCD
TCU
Рассмотрим счётчик в режиме параллельной разгрузки.
Рисунок 5. Схема счётчика в режиме параллельной разгрузки (для состояния 1)
Q1
Q0
Q2
Q3
TCD
TCU
Рисунок 7. Схема счётчика в режиме параллельной разгрузки (для состояния 2)
Q1
Q0
Q2
Q3
TCD
TCU
Р исунок 9. Схема счётчика в режиме параллельной разгрузки (для состояния 3)
Q0
Q1
Q2
Q3
TCU
TCD
Рисунок 11. Схема счётчика в режиме параллельной разгрузки (для состояния 4)
Q2
Q0
TCU
TCD
Q3
Q1
Таким образом, экспериментальные данные осциллограммы совпадают с таблицей истинности для режимов работы счётчика, что говорит о правильности построения схемы.
Режимы суммирования и вычитания будут рассмотрены в следующих пунктах.
Собрать счётчик с Ксч, заданным преподавателем, построенного по методу опознавания и сброса, снять осциллограммы напряжений на входе и выходах счётчика.
Пусть счётчик в режиме суммирования.
Пусть Ксч = 5, в двоичном коде: 0101
Рисунок 13. Схема счётчика в режиме суммирования, построенного методом опознавания и сброса (Kсч=5)
R
С
Q0
Q1
Q2
Q3
Рисунок 14. Осциллограмма счётчика в режиме суммирования, построенного методом опознавания и сброса (Kсч=5)
Счётчик считает начиная с 0000 на увеличение. Как только на выходах Q0 и Q2 появятся единицы (что будет соответствовать числу 0101) на выходе элемента И появится лог. 1, которая поступая на вход R, сбрасывает счётчик. Далее счёт начинается заново.
Построим счётчик Ксч = 5 в режиме вычитания методом предварительной установки.
Рисунок 15. Схема счётчика в режиме вычитания, построенного методом предварительной установки (Kсч=5)
PE
Q3
Q2
Q1
Q0
Рисунок 16. Осциллограмма счётчика в режиме вычитания, построенного методом предварительной установки (Kсч=5)
Для заданного коэффициента счёта на информационные входы необходимо подать число 510 = 01012. С каждым поступающим на вход импульсом содержимое счётчика уменьшается на 1.
Когда счётчик обнулится (на выходах 0000), на выходе заёма появится лог. 0, который снова загрузит число 510 = 01012, и счёт начнётся заново.
Увеличить разрядность счётчика до 8 способом последовательного или параллельного наращивания, и снять осциллограммы напряжений на выходах переноса и заема для режима суммирования и вычитания. По заданию преподавателя реализовать счётчик с Ксч больше 16. Снять осциллограммы напряжений на входе и выходах счётчика.
Зададимся Ксч = 30, в двоичном коде: 11110
Рисунок 17. Схема восьмиразрядного счётчика на базе ИМС КР533ИЕ7 в режиме вычитания (Kсч=30)
Р исунок 18. Осциллограмма восьмиразрядного счётчика на базе ИМС КР533ИЕ7 в режиме вычитания (Kсч=30)
Для заданного коэффициента счета в режиме суммирования необходимо подать число 25510 - 3010 = 22510 = 111000012
Рисунок 19. Схема восьмиразрядного счётчика на базе ИМС КР533ИЕ7 в режиме суммирования (Kсч=30)
Рисунок 20. Осциллограмма восьмиразрядного счётчика на базе ИМС КР533ИЕ7 в режиме суммирования (Kсч=30)
ВЫВОД
В ходе лабораторной работы изучили принципы функционирования
счётчика, а также возможные режимы работы на примере ИМС КР533ИЕ7. Закрепили в процессе проводимых исследований навыки приборного контроля счётчиков.
В ходе выполнения лабораторной работы проверили работу счётчика КР1533ИЕ7 в различных режимах: параллельной загрузки, сброса, суммирования и вычитания в динамическом режиме.
Собрали счётчик с Ксч = 5, работающий на увеличение и построенный по методу опознавания и сброса, и такой же счётчик, работающий на уменьшение и построенный по методу предварительной установки. Также были построены диаграммы сигналов на его выходах, которые наглядно подтверждают правильность работы счётчика. Собрали счётчик с
Ксч = 30, работающий на уменьшение методом предварительной установки,при помощи увеличения разрядности счётчика до 8
методом последовательного наращивания. Приведённые диаграммы также показывают правильность смоделированной схемы.