Счетчики с групповым переносом

Счетчики с последовательным переносом

Счётчиками называются цифровые автоматы, предназначенные для счёта импульсов. Счётчик имеет счётный вход, на который поступает последовательность импульсов, и n выходов, на которые он выдаёт код, соответствующий количеству поступивших на вход импульсов. Если при поступлении импульса на вход выходной код увеличивается на 1, счётчик называется суммирующим. Если же наоборот, код уменьшается на 1, то счётчик называется вычитающим. Число состояний счётчика называется модулем пересчёта K, или ёмкостью счётчика. Для двоичного n-разрядного счётчика K = 2 n .

Счётчики строятся на основе T-триггеров. Для установки в исходное (нулевое) состояние счёт­чик должен иметь вход сброса R.

Асинхронный счетчик с последовательным переносом. Структурная схема и временная диаграмма 3-разрядного суммирующего счётчика показаны на рис. 7.19.

По сигналу на входе R (в данном случае «1») счётчик сбра­сывается, т. е. все выходы Qi устанавливаются в «0». Для 3-разрядного счётчика модуль пересчёта K = 2 3 = 8. Через каждые 8 импульсов состояния счётчика пов­торя­ются. Из временной диаграммы легко видеть, что код на выходе счётчика соответству­ет числу импульсов, поступивших на вход. Например, после переднего фронта 3-го им­пуль­­­са, состояние выходов Q1 = 1, Q2 = 1, Q3 = 0, что соответствует десятичному числу 3 (011).

При поступлении на вход +1 сигнала с частотой f на выходах Q1, Q2, Q3 формируются сигналы с частотами f/2, f/4, f/8, т. е. счётчик можно использовать в качестве делителя частоты.

Структурная схема и временная диаграмма вычитающего двоичного счётчика приведены ниже на рис. 7.20. От схемы суммирующего счетчика эта схема отличается только тем, что на входы триггеров подаётся сигнал с прямого, а не с инверсного выхода предыдущего триггера.

Для двоичного n-разрядного счетчика имеет место соотношение

Поэтому еще один вариант вычитающего двоичного счётчика можно получить, если в схеме суммирующего счетчика в качестве выходов счетчика использовать не прямые, а инверсные выходы разрядных триггеров. Ниже приведено условное изображение двоичного 4-разрядного счетчика (рис. 7.21).

Реверсивные счетчики с последовательным переносом. В некоторых случаях необходимо, чтобы счетчик мог работать как в прямом, так и в обратном направлении счета. Такие счетчики называются реверсивными. Они строятся путем использования логических коммутаторов (мультиплексоров) в цепях связи между триггерами. Так, например, асинхронный реверсивный двоичный счетчик можно построить, если обеспечить подачу сигналов с прямого (при суммировании) или с инверсного (при вычитании) выхода предыдущего JK- или Т-триггера на счетный вход последующего. Схема трехразрядного счетчика с общим входом сброса R, с входом направления счета U, с разрядными выходами Q0, Q1, Q2 приведена на рис. 7.22.

Если на вход U подан сигнал «1», то счетчик работает в режиме суммирования. Мультиплексоры И-ИЛИ (2 в 1) открывают свой верхний канал и пропускают на выход сигнал с прямого выхода предыдущего разрядного триггера. Когда на вход U подан сигнал «0», тогда счетчик работает в режиме вычитания. Мультиплексоры И-ИЛИ (2 в 1) открывают свой нижний канал и пропускают на выход сигнал с инверсного выхода предыдущего разрядного триггера. Если на вход сброса R поступает сигнал «1», то счетчик обнуляется.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Двоичные счетчики

Дата добавления: 2014-11-27 ; просмотров: 751 ; Нарушение авторских прав

Схемы счетчиков могут быть построены на базе триггеров. Число триггеров, необходимых для построения счетчика, определяется по формуле: , где -коэффициент (модуль) пересчета, то есть максимальное число внутренних состояний, которое может иметь счетчик; ceil-функция округления сверху до целого числа; n- разрядность счетчика.

Другой важной характеристикой является быстродействие. Оно в значительной мере определяется построением цепей переноса. Быстродействие характеризуется временем установления кода на выходе счетчика — время установки – интервал времени между моментом поступления входного импульса и моментом окончания самого длительного переходного процесса в счетчике. Если не приняты никакие меры к ускорению переносов, то счетчика определяется временем срабатывания триггеров счета и числом разрядов счетчика n, то есть = .

Введение цепи сквозного переноса позволило сократить время установления кода до величины , где — время срабатывания схемы I в цепи сквозного переноса. Дальнейшее повышение быстродействия счетчика достигается использованием цепей параллельного переноса: и группового переноса. В случае использования группового переноса учитывается время распространения сигнала между m – группами, входящими в состав счетчика. + .

Разрешающая способность счетчика определяется минимальным временем между двумя счетными импульсами, при которых счетчик работает надежно. Максимальная частота поступления счетных импульсов в общем случае определяется как .

Счетчики с K-2n

Для многих электронных устройств необходимы счетчики с модулем пересчета, отличным от целой степени 2. Для электронных часов может потребоваться счетчик с коэффициентом пересчета 3,6, 7, 10, 24 и т.д. В ЭВМ счетчики применяются для задания сетки тактовых частот машины. Принцип построения счетчика с K-2n заключается в исключении лишних устойчивых состояний у двоичного счетчика с K-2n. Для реализации данного принципа используются следующие основные методы:

1. Метод блокирования переноса.

2. Принудительный порядок счета.

3. Начальная установка кода.

Идея способа блокирования переноса заключается в том, что при подаче импульса с номером, несколько меньшим коэффициента пересчета, блокируется поступление счетных импульсов в разряды, находящиеся в нулевом состоянии, а последующие импульсы обнуляют триггеры, оставшиеся в единичном состоянии, так что с приходом k-го импульса все триггеры счетчика оказываются в нулевом состоянии.

В счетчиках с принудительным порядком счета исключение запрещающих состояний достигается за счет принудительной установки отдельных разрядов в состоянии 1 в процессе счета. Для этого в схему счетчика вводятся обратные связи. В счетчике с начальной установкой кода необходимое число запрещенных состояний устанавливается перед началом счета по сигналу «начальная установка кода».

Сумматоры с параллельным переносом

Главная > Лекция >Коммуникации и связь

Тема: Сумматоры с параллельным переносом

Сумматоры с параллельным переносом – сумматоры, в которых сложение выполняется как поразрядная операция. Применяются в устройствах с высоким быстродействием микроопераций сложения. При этом стараются перенос вычислять с каждым разрядом сумматора, для этого строят дополнительные комбинационные схемы, вычисляющие перенос.

Идея построения этих устройств осуществляется на основе уравнений переносов из предыдущих разрядов:

Эти уравнения позволяют избавиться от переноса из предыдущих разрядов. Одновременно с подачей чисел вычисляется значение суммы в каждом разряде почти одновременно.

X=x n x n-1 … x 1 x 0

Y=y n y n-1 … y 1 y 0

Сумматоры с параллельным переносом часто используются внутри группы большого сумматора.

Недостатком этих сумматоров является то, что с увеличением разрядности параллельного переноса возрастает число элементов и при ограниченном числе входов элементов конъюнкции/дизъюнкции вычисляется последовательно. В результате увеличивается задержка на вычисление переноса и быстродействие падает. Поэтому затраты оборудования на построение сумматора такого типа, особенно при большом числе разрядов, настолько велик, что в чистом виде он практически не находит применения. Принцип параллельного формирования переноса более правильно использовать в сумматорах с групповым переносом.

Тема: Сумматоры с групповым переносом

Сумматоры с групповым переносом, в которых число групп определяется по формуле , где n- число разрядов сумматора.

Принцип работы : сумматор разбивается на несколько групп примерно равной длины. Сигнал переноса, поступающий на вход младшего разряда группы, при наличии условий распространения переноса во всех разрядах данной группы передается на вход младшего разряда соседней, более старшей группы в обход данной группы.

Схема формирования сигнала переноса в младшем разряде каждой группы дополняется для этой цепи схемой И, реализующей булевую функцию

где — сигнал ускорения переноса; P i –сигнал переноса в младший разряд группы, содержащий k разрядов — условия распространения переноса в разрядах группы ( ).

В таком сумматоре максимальная задержка распространения переноса определяется задержкой его младшей, старшей группах, и в цепях обхода остальных групп.

Максимальная задержка сигнала может быть уменьшена, если при разбиении сумматора на группы использовать параллельное (одновременное) формирование переноса внутри групп.

Мультиплексоры – это цифровое устройство, которое осуществляет коммутацию с нескольких информационных шин в одну шину.

На рис. 10.2,а показано символическое изображение мультиплексора с четырьмя информационными входами, на рис. 10.2,б приведена его принципиальная схема.

Мультиплексор имеет четыре информационных входа, каждый из которых представляет собой одноразрядную шину. В определенный момент времени одну из шин требуется коммутировать на выход D. Коммутация осуществляется подачей адреса на входы А 0 , А 1 . В зависимости от этого кода дешифратор DD6 формирует управляющий сигнал на выходах 0,1,2,3 и подключает соответствующий элемент И, который передает состояние входной шины на элемент ИЛИ – DD5.

Тема: Дем ультиплексоры

Демультиплексор имеет один информационный вход и несколько выходов и осуществляет коммутацию входа к одному из выходов в зависимости от адреса, подаваемого на адресные входы. На рис. 10.3,а показана структура демультиплексора, а на рис. 10.3,б — его принципиальная схема.

Передача данных учета тепловой энергии с использованием интерфейса RS-485

В современном мире огромное значение имеет возможность обмена информацией между различными устройствами. На этом же базируется дистанционная передача данных систем учета тепловой энергии. Чтобы информация передавалась точно и без помех, используют наиболее надежный из вариантов, а именно интерфейс – RS-485. Что же это такое и в чем его суть и преимущество?

Промышленные системы, куда относятся все системы приборов учета, зачастую вынуждены работать в неблагоприятных условиях. О чем же идёт речь? Современный мир абсолютно технологичен, с каждым годом все больше электроприборов и различных сложных систем воздействуют на окружающее пространство, создавая таким образом электромагнитное излучение вокруг себя. Эти поля порой взаимодействуют и накладываются друг на друга. Они также способны привести к искажениям информации при передаче из одних источников к другим. Поэтому разработчикам систем передачи данных необходимо помнить об этом, принимать во внимание наличие такой проблемы. И, естественно, использовать такое оборудование, которое защищает сети от внешних электромагнитных воздействий.

Именно поэтому в большинстве сетей используется при передаче данных наиболее надёжный из интерфейсов — RS-485. Это дает возможность защитить канал связи от электромагнитных помех, и тогда информация поступает от источника в первоначальном виде, без искажений. Как же это происходит?

Что такое интерфейс RS-485?

Это определенный стандарт передачи информации, который принято использовать в настоящее время в промышленных сетях. По важнейшим своим характеристикам он является наиболее приемлемым при том уровне развития технологий, которые на данный момент существуют. Возможно, человечество в дальнейшем придумает еще что-то более современное, более защищенное. Но сейчас это очень надежный способ и он полностью соответствует современному технологическому уровню, что существуют на данный момент. Этот стандарт дает возможность создавать двусторонний обмен данными. Происходит этот процесс благодаря витой паре проводов, где за основу взята концепция дифференциальной передачи показателей.

То есть один и тот-же сигнал идет в этом случае по проводам, которые плотно скручены между собой и прилегают друг к другу. Для наглядности обозначим один из проводов аббревиатурой «А». Допустим, по нему идет основной сигнал, а другой обозначим аббревиатурой «В» и представим, что по нему идет точно такой же казалось бы сигнал, но только не оригинал, а его копия. И тогда получается, что на одном из проводов будет потенциал «1», то на другом «0». Таким образом, мы создаем и поддерживаем разность потенциалов в этих проводах, что и дает возможность передать сигнал. А самое главное, что именно этот способ передачи помогает защитить информацию от синфазных помех, действующих одновременно на оба эти провода.

Представьте себе, как электромагнитное излучение проникает в линию связи и воздействует на нее, создавая в обоих проводах потенциал. Если бы сигнал передавался при помощи одного провода, то такая волна неизбежно исказила бы его, а следовательно точность передаваемой информации была бы под угрозой. Используя дифференциальный способ передачи, мы получаем возможность передавать любую информацию в первозданном виде, без помех и искажений, достигая максимальной точности. Как это осуществляется? Так как оба эти провода прилегают друг к другу очень плотно, да еще перевиты между собой, то воздействие на них абсолютно одинаково. Соответственно, и потенциал в этих проводах меняется тоже одинаково, при этом сама разность потенциалов остается неизменной, а исходная информация не искажается.

Какие еще преимущества обеспечивает передача данных через интерфейс RS-485?

Помимо защиты от внешних электромагнитных волн, интерфейс RS-485 позволяет настроить взаимодействие с несколькими трансиверами, которые могут быть подключены к одной и той же линии, обеспечить очень продолжительную длину связи и высокую скорость передачи информации. А также возможность формировать сеть по своему усмотрению наиболее удобным способом. Согласитесь, это немало!

При формировании сети RS-485 подключение ее к серверу происходит при помощи конвертера. Сеть приемопередатчиков формируется последовательно, а ответвления не допускаются. Причем один сегмент сети может содержать до 32 устройств. При этом есть возможность значительно увеличить сеть вплоть до 256 технических единиц. Для этого используются репитеры.

Резюмируя еще раз подчеркнем, что интерфейс RS-485 предназначен для двунаправленной передачи данных. А также хотим проинформировать, что ультразвуковой счетчик тепла ЭКО НОМ с интерфейсом RS-485 комплектуется шиной с четырьмя разноцветными проводами, причем жёлтый и зеленый отвечают за передачу данных, а вот красный и синий предназначены для подпитки. Такие счетчики подходят для установки в помещениях любого рода, как жилых, так и коммерческих. Вы можете приобрести их как для квартиры, так и для офиса, магазина или частного дома.

Ультразвуковой прибор учета тепла ЭКО НОМ СТУ с интерфейсом RS-485

Тепловой счетчик ЭКО НОМ СТУ с интерфейсом RS-485 осуществляет обработку сигналов, которые поступают от датчиков-расходомеров, определяющих показатели объема жидкости и ее температуры, а также может указать на слишком высокое давление в системе, а затем на дисплее вычислителя отобразит все результаты этих замеров.

Устанавливается такой прибор учета тепла в трубопровод, который отвечает за теплоснабжение объекта. А выход RS-485 дает возможность осуществлять дистанционную передачу данных на диспетчерские пункты без непосредственного участия и даже просто присутствия человека. В современных условиях сложной эпидемиологической обстановки это одно из важнейших преимуществ наряду с основными технологическими характеристиками.

Приобретая ультразвуковые теплосчетчики ЭКО НОМ RS-485, вы получаете возможность передачи данных, обеспечивая их высокую защиту от всех внешних помех. А соответствие самих приборов классу защиты IP 67, их полная пыленепроницаемость и даже функционирование в воде при краткосрочном погружении является гарантом их долгосрочной и эффективной работы на долгие годы.