Задания и методические указания к их выполнению

1. На D-триггерах разработать структурную схему асинхронного счетчика с параметрами, заданными в табл. 12 – 14 согласно номера варианта N. Направление счета – прямое для четных N и обратное для нечетных N.

Таблица 12. Параметры триггеров счетчика

N Активный сигнал Вход D N Активный сигнал Вход D
C R C R
1,2,17,18 инверсный 3,4,19,21 прямой
9,10,25,26 11,12,27,28
5,6,21,22 7,8,23,24  
13,14,29 15,16,30

Таблица 13. Модуль счета Кс

N Кс N Кс N Кс
1,3,5,7,9 11,13,15,17,19 21,23,25,27,29
2,4,6,8,10 12,14,16,18,20 22,24,26,28,30

Таблица 14. Начальное состояние Qн

N Qн N Qн N Qн N Qн N Qн
1,2 7,8 13,14 19,20 25,26
3,4 9,10 15,16 21,22 27,28
5,6 11,12 17,18 23,24 29,30

Триггер D Flip-Flop Simulink имеет один вход принудительной установки, причем в нулевое состояние. Это обстоятельство порождает две особенности в построении счетчиков:

- при необходимости принудительной установки i-го триггера в состояние 1 в качестве соответствующего выхода счетчика следует использовать инверсный выход триггера;

- в асинхронном счетчике, отвечающем требованиям задания, соединять этот i-й триггер с последующим необходимо по схеме, соответствующей противоположному относительно заданному направлению счета.

Например, в суммирующем счетчике с Кс = 6 и Qн = 2 выходом среднего разряда счетчика будет инверсный выход соответствующего триггера при следующих межтриггерных связях: Q0 ® C1 и Q1 ® C2 или в обозначениях Simulink !Q0 ® CLK1 и Q1 ® CLK2.

Другая особенность – MATLAB «отказывается» моделировать счетчики с произвольным модулем счета, поскольку длительность сигнала на выходе СУНС значительно меньше длинны такта. Выходом из этой ситуации является просто наблюдение сигнала на выходе СУНС без соединения его с входами R(!CLR) триггеров.

Так, модель счетчика примера, учитывающая все отмеченные особенности, приведена на рис. 15.

Q0     !Q1     Q2     OR     Такты  
На рис. 16 приведены временные диаграммы работы счетчика, полученные в результате моделирования. Видно, что активный сигнал на выходе СУНС (логический элемент OR модели) образуется сразу по окончании рабочего цикла счетчика (Qк = 2+6-1 = 7 или 111 в двоичной системе счисления). Следовательно, реализация счетчика удовлетворяет всем требованиям.


2. Построить временные диаграммы работы счетчика.

3. В системе MATLAB создать модель разработанного

счетчика и сохранить ее под именем ac<№ вар.>.mdl.

4. Запустить модель на исполнение и сравнить диаграммы окна Scope с диаграммами п.2 данной работы.

5. Разработать структурную схему 5-разрядного последовательно-параллельного регистра сдвига влево для четных N и вправо для нечетных N на базовых триггерах. При этом для нечетных пар вариантов (1 и 2, 5 и 6, . . .) информационный вход триггеров – прямой, а для четных пар (3 и 4, 7 и 8, ...) – инверсный.

6. Построить временные диаграммы по вводу в регистр N-го (для вариантов с 1 по 14) и (N+1)-го (для вариантов с 15 по 29) двоичного набора.

7. В системе MATLAB создать модель разработанного регистра и сохранить ее под именем rs<№ вар.>.mdl.

Для чтения вводимого двоичного набора используется блок From workspace (см. стр. 13), причем с информационным входом регистра он должен соединяться через блок Logical Operator (см. стр. 14). Это промежуточное звено необходимо для согласования блоков From workspace и D Flip-Flop по типу данных.

При настройке параметров блока From workspace в списке Form output after-final data value by (по окончании данных формировать на выходе значение) соответствующего окна диалога выбрать Holding final value (по последнему значению).

8. Запустить модель и сравнить диаграммы окна Scope с диаграммами п.6 данной работы.