Λύσεις — Άσκηση 17η · Απαριθμητές με Ο.Κ. (74LS90, 74LS193) (σελ. 47-50) – ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ – ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Λύσεις — Άσκηση 17η · Απαριθμητές με Ο.Κ. (74LS90, 74LS193) (σελ. 47-50)

Δεκαδικός απαριθμητής 74LS90 (modulo 10) με ένδειξη 7 τμημάτων (μέσω 74LS47), και αμφίδρομος απαριθμητής 74LS193 (up/down με παράλληλη φόρτωση).

Δεκαδικός απαριθμητής 74LS90 ΚΑΙ ένδειξη 7 τμημάτων

Ζητούμενο: Δίνοντας παλμούς στον δεκαδικό απαριθμητή (74LS90 + 74LS47 + ενδείκτη 7 τμημάτων), συμπληρώστε τον πίνακα και διατυπώστε συμπεράσματα.

Πώς σκεφτόμαστε: Το 74LS90 μετρά 0→9 (BCD)· ο 74LS47 μετατρέπει τον BCD σε μοτίβο τμημάτων· ο ενδείκτης δείχνει το ψηφίο.

Λύση:

• Σε κάθε παλμό ο απαριθμητής προχωρά: BCD 0000→0001→…→1001 (0→9).
• Ο 74LS47 αποκωδικοποιεί κάθε BCD τιμή στα κατάλληλα τμήματα (a–g), και ο ενδείκτης δείχνει το ψηφίο 0,1,…,9.
• Μετά το 9, ο επόμενος παλμός επαναφέρει στο 0 (modulo 10).

Απάντηση: Ο 74LS90 μετρά δεκαδικά 0→9 (modulo 10)· ο ενδείκτης 7 τμημάτων δείχνει το αντίστοιχο ψηφίο μέσω του αποκωδικοποιητή 74LS47.

Πρόσεξε:

• Ο ενδείκτης 7 τμημάτων + 74LS47 μετατρέπει τον BCD σε ορατό ψηφίο.
• Το 74LS90 είναι δεκαδικός (decade) απαριθμητής.

Αλλαγή σύνδεσης — modulo του μετρητή

Ζητούμενο: Αφού συνδέσετε τους ακροδέκτες 2,3 του μετρητή στους 8,9 (και δώσετε ≥15 παλμούς), ποιο είναι το modulo του μετρητή;

Πώς σκεφτόμαστε: Το 74LS90 έχει τμήμα ÷2 και ÷5. Η διαφορετική σύνδεση συνδυάζει τα δύο τμήματα, δίνοντας το πλήρες δεκαδικό (modulo 10).

Λύση:

• Συνδέοντας κατάλληλα τα δύο εσωτερικά τμήματα (÷2 και ÷5) του 74LS90, ο μετρητής λειτουργεί ως πλήρης δεκαδικός (BCD).
• Μετά από ≥15 παλμούς, ο ενδείκτης δείχνει κύκλο 0→9 και επανάληψη ⇒ modulo 10.

Απάντηση: Με τη νέα σύνδεση, το modulo του μετρητή είναι 10 (δεκαδικός, κύκλος 0→9).

Πρόσεξε:

• Το 74LS90 δίνει modulo 2, 5 ή 10 ανάλογα με τη σύνδεση των εσωτερικών τμημάτων.
• Ο συνδυασμός ÷2 και ÷5 δίνει ÷10.

Αμφίδρομος απαριθμητής 74LS193 (up/down)

Ζητούμενο: Με το 74LS193, ξεκινώντας από 0000 (COUNT UP) και μετά μετρώντας προς τα κάτω (COUNT DOWN από 0110), περιγράψτε τη συμπεριφορά.

Πώς σκεφτόμαστε: Το 74LS193 μετρά προς τα πάνω με παλμούς στην COUNT UP και προς τα κάτω με παλμούς στην COUNT DOWN.

Λύση:

• Μέτρηση προς τα πάνω (παλμοί στην COUNT UP, COUNT DOWN=«1»), ξεκινώντας από 0000: 0,1,2,3,…
• Μέτρηση προς τα κάτω (παλμοί στην COUNT DOWN, COUNT UP=«1»), ξεκινώντας από 0110 (6): 6,5,4,3,2,1,0,…
• Η παράλληλη φόρτωση (LOAD) «τοποθετεί» τον αρχικό αριθμό απ' όπου ξεκινά η μέτρηση.

Απάντηση: Το 74LS193 μετρά προς τα πάνω (COUNT UP) ή προς τα κάτω (COUNT DOWN), ξεκινώντας από αριθμό που φορτώνεται παράλληλα (LOAD).

Πρόσεξε:

• Δύο ξεχωριστές είσοδοι ρολογιού: COUNT UP και COUNT DOWN (η αχρησιμοποίητη στο «1»).
• Η παράλληλη φόρτωση ορίζει το σημείο εκκίνησης της μέτρησης.

Παράλληλη φόρτωση ΚΑΙ τροποποιήσεις modulo

Ζητούμενο: Πώς ορίζεται το σημείο εκκίνησης της μέτρησης και πώς οι τροποποιήσεις (σύνδεση NAND σε διαφορετικούς ακροδέκτες) αλλάζουν τη συμπεριφορά;

Πώς σκεφτόμαστε: Η LOAD φορτώνει αρχικό αριθμό. Μια πύλη NAND που ανιχνεύει συγκεκριμένη κατάσταση μπορεί να τροποποιήσει το modulo/όρια μέτρησης.

Λύση:

• Η είσοδος LOAD φορτώνει παράλληλα τον αριθμό A,B,C,D → από εκεί ξεκινά η μέτρηση.
• Συνδέοντας τις εισόδους μιας πύλης NAND σε διαφορετικούς ακροδέκτες εξόδου, ανιχνεύεται διαφορετική κατάσταση τερματισμού, που τροποποιεί το εύρος/modulo μέτρησης του κύκλου.
• Έτσι προσαρμόζουμε τα όρια της μέτρησης (π.χ. να μετρά σε στενότερο εύρος).

Απάντηση: Η LOAD ορίζει το σημείο εκκίνησης· η σύνδεση της NAND σε διαφορετικούς ακροδέκτες αλλάζει την κατάσταση ανίχνευσης, τροποποιώντας το modulo/εύρος του κύκλου μέτρησης.

Πρόσεξε:

• Το 74LS193 συνδυάζει up/down, παράλληλη φόρτωση και δυνατότητα cascade.
• Η ανίχνευση κατάστασης (με NAND) + LOAD/CLEAR ορίζει προσαρμοσμένο modulo.