Цифровой программируемый ждущий мультивибратор

Несомненно, главным блоком проектируемого устройства является ЦПМЖ, который непосредственно, и формирует последовательность импульсов. Его принципиальную схему и алгоритм работы мы опишем детально.

ЦПМЖ объединяет 3 двоичных счетчика с модулем счета “16”. Для реализации блока с модулем счета “256” в общем случае достаточно 2-х таких счетчиков, но для формирователя импульса определённой длительности, являющегося стержнем последовательности, их недостаточно, так как в 256-ом конечном состоянии образуется сигнал переноса старшего счетчика, определяющий момент завершения итогового импульса. Это значит, что с помощью 2-х счетчиков мы не сможем сформировать импульс длительностью более, чем в 255 тактов, что декларирует необходимость в еще одном счетчике. Теоретически, мы могли бы взять двоичный счетчик меньшей разрядности, чем “4”, но в одной схеме целесообразно использовать счетчики одинаковой разрядности.

На рисунке 5 изображена принципиальная схема ЦПМЖ. До поступления сигнала запуска выходы данных старшего счётчика находятся в состоянии “1111”, то есть на них - число, соответствующее (Кмах-1), где Кмах - модуль счета старшего счётчика. В связи с этим на выходе переноса CR счетчика старших разрядов - активный сигнал. Этот выход через логический элемент И-НЕ соединен со входом L параллельной загрузки данных всех трех счетчиков.

Рисунок 5 - Цифровой программируемый ждущий мультивибратор

На второй вход этого элемента И-НЕ поступает сигнал запуска. С приходом этого сигнала активируются входы L всех трех счетчиков и по фронту первого же тактового импульса производится запись соответствующих данных со входов D в счетчики. Если значение этих данных не равно (Кмах-1) для всех счетчиков блока, то сигнал переноса CR3 “падает в ноль”, тем самым “разрешая” через инвертор DD3.1 младшему счетчику работу в режиме счета. С этого момента начинается отсчет тактов, и их количество прибавляется к числу, загруженному в счетчики через входы D. Отсчет продолжается до тех пор, пока значение выходов всех счетчиков не достигнет величины (Кмах-1). Когда это произойдёт, на выходе CR третьего (старшего) счётчика вновь сформируется сигнал переноса и его инверсия прекратит подсчет тактовых импульсов через вход E первого счетчика.

В итоге формируется импульс длительностью (Кмах -1-D) тактов, являющийся инверсией сигнала CR счетчика старших разрядов. Пропуская его через схему стробирования (см. рисунок) вместе с тактовой частотой, получаем последовательность из (Кмах -1-D) импульсов тактовой частоты.

Число импульсов в формируемой последовательности зависит от числа на входах D системы счетчиков. Максимальный модуль счета из трех четырехразрядных двоичных счетчиков равен 4096; таким образом, мы можем сформировать последовательность, длительность которой варьирует от 0 до 4095 тактовых импульсов. С учетом условий задания, она будет изменяться от 4 до 256 с шагом 4, при изменении числа, поданного на входы D системы счётчиков, от 4091 до 3839 с тем же шагом(см. таблицу).

Интересное из раздела

История появления полупроводниковых интегральных схем
сентября 1958 года сотрудник фирмы Texas Instruments (TI) Джек Килби продемонстрировал руководству три странных прибора - склеенные пчелиным воском на стеклянно ...

Фазовращатели фазированных антенных решеток
фазовращатель фазированный антенный решетка Представим себе высоконаправленную антенну, обеспечивающую связь с искусственным спутником Земли (ИСЗ). Такая ант ...

Метрологические характеристики уровнемеров
Многообразие применяемых типов измерительных преобразователей, повышение требований к точности и надежности работы систем приводят к необходимости использов ...