Генератор прямоугольных импульсов на синхронных счетчиках

Опубликовано 30.06.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Задача генерации прямоугольных импульсов – часто встречается при разработке, отладке, тестировании электронной аппаратуры. От генератора прямоугольных импульсов требуется выдача импульсов заданной длительности при заданной паузе между импульсами.
На синхронных счетчиках можно построить генератор прямоугольных импульсов с регулируемыми длительностью импульса и длительностью паузы. Применение синхронных счетчиков позволяет ориентироваться на достижение максимального быстродействия, то есть на максимально возможную тактовую частоту.
Мы остановимся только на схеме счетчиков импульса и паузы. Выберем разрядность обоих этих счетчиков равной 16. Тогда схема счетчиков импульса и паузы будет включать в себя восемь микросхем счетчиков ИЕ17 и выходной триггер, а также логические элементы 4ИЛИ-НЕ для уменьшения задержек переноса. В данном случае очень удобно брать JK-триггер, так как он имеет два информационных входа и тактовый вход.
Триггер тактируется отрицательным фронтом сигнала С, а счетчики — положительным фронтом, поэтому для обеспечения синхронной работы всей схемы по одному фронту тактового сигнала сигнал на вход С триггера подается через инвертор. 16-разрядные счетчики импульса и паузы работают по очереди, что определяется управляющими сигналами с выходов триггера (прямого и инверсного). Счетчики считают на уменьшение (в режиме инверсного счета) от кода, параллельно записанного в них, до нуля.
До начала работы оба счетчика находятся в состоянии параллельной записи и записывают в себя код импульса и паузы. После прихода положительного сигнала разрешения генерации "Разр." начинает счет верхний счетчик (это счетчик паузы).
Когда счетчик паузы досчитывает до нуля, его сигнал переноса записывается в триггер по входу J и перебрасывает выход триггера в единицу, что переводит счетчик паузы из состояния счета в состояние параллельной записи и запрещает поступления сигнала на вход J. Одновременно переходит в состояние счета нижний счетчик (это счетчик импульса), который, в свою очередь, досчитав до нуля, перебрасывает триггер в нуль по входу К. Этот процесс периодически повторяется, пока разрешена генерация (то есть сигнал "Разр." — положительный).
Для правильной работы данной схемы необходимо, чтобы за период тактового сигнала успел полностью сработать 16-разрядный счетчик, выполненный на четырех микросхемах синхронных счетчиков. Кроме того, за период тактового сигнала должна успеть сработать цепочка из инвертора, триггера и элемента 2И.