Анализ вариантов реализации системы

Схема включения ИС 555 в режиме мультивибратора.
Рис. 2.
Данная схема будет запускать себя сама и будет работать в режиме автоколебаний как мультивибратор. Внешний конденсатор заряжается через резисторы R_A и R_B, а разряжается только через R_B. Это позволяет точно регулировать скважность импульсов, задавая соотношение между сопротивлениями этих резисторов. В данном режиме напряжение на конденсаторе меняется от 1/3 до 2/3 напряжения питания. Времена заряда и разряда конденсатора и, следовательно, частота колебаний не зависят от напряжения питания.
Время заряда (в течение которого на выходе ИС действует высокое напряжение) определяется формулой t₁=0.685(R_A+R_B)C, а время разряда (низкое напряжение на выходе) - формулой t₂=0.685R_BC. Полный период колебаний, следовательно, равен T=t₁+t₂=0.685(R_A+2R_B)C. Скважность импульсов определяется формулой D=R_B/(R_A+2R_B).
Принимая значения R_L, R_A, R_B равными 1 кОм, 7 кОм и 8 кОм соответственно и значение ёмкости - 2 нФ вычисляем период и частоту теоретически:
T_ТЕОР=27,0085 мкс, f_ТЕОР 37 кГц.

Модель генератора в EWB.


Рис. 3.

Осциллограмма выходных сигналов.


Рис. 4.
T_ЭКСП=27,0085мкс, f_ЭКСП 37 кГц.
Разница между частотой, найденной теоретически, и частотой, полученной экспериментально, незначительна.

Разработка счетчика импульсов с управляемым сбросом.
К счётчикам относят автоматы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, фиксируя тем самым число поступивших на их вход импульсов в том или ином коде.
Счетчик – цифровой функциональный узел, предназначенный для счёта поступающих на его вход импульсов. В интервалах между поступающими импульсами счётчик хранит информацию о количестве, то есть содержит элемент памяти.
Элементарными ячейками счётчика являются триггеры. Элементарные ячейки связаны между собой таким образом, чтобы каждому поступающему импульсу соответствовало единственной состояние триггера. Ячейки счётчика называются разрядами. Число устойчивых состояний, которое может принять данный счётчик, называется его ёмкостью или коэффициентом счёта:
К_С=2^N-1, где N – число триггеров (ячеек).
Классификация цифровых счетчиков может быть проведена по следующим признакам:
способ записи информации в счетчик;
способ организации сигналов переноса;
направления счета;
модуль счета..
По первому признаку все счетчики разделяются на синхронные и асинхронные. В синхронных счётчиках подсчет импульсов осуществляется только при наличии сигналов синхронизации, в асинхронных счет производится при их отсутствии. По второму признаку счетчики подразделяются на:

счетчики с последовательным переносом;

счетчики с параллельным (ускоренным) переносом;
счетчики с последовательно-парал ельным переносом;
По третьему признаку счетчики подразделяются на:

суммирующие, показание которых увеличиваются на единицу с приходом очередного входного импульса;

вычитающие, показание которых уменьшается с приходом очередного импульса;
реверсивные, направление в которых зависит от управляющих сигналов.
По последнему классификационному признаку счетчики делятся на:
двоичные, модуль счета, которых равен степени числа 2;
не двоичные, модуль счета, которых не является степенью числа 2 (например: десятичные).
Кольцевые счетчики импульсов – цифровые счетчики, образованные сдвигающими регистрами, замкнутых в кольцо. В таких счетчиках выход последнего разряда регистра соединен с информационным входом младшего разряда регистра. Коэффициент деления такого счетчика равен разрядности регистра, замкнутого в кольцо или больше его на единицу.

В курсовой работе используется двоичный счётчик с коэффициентом счёта 29 (рис. 5), собранный на базе двух ИМС 74163, представляющих собой четырехразрядные синхронные двоичные счетчики со сбросом