Contatore sincrono a 4 bit 74LS163A
Contatore 74LS163A
SSI Small Scale Integration (~ 10) MSI Medium Scale Integration (~ 100) LSI Large Scale Integration (~ 1k)
VLSI Very Large Scale Integration (~ 10k) . . . .
. . . .
Contatore 74LS163A
Contatore modulo N
Un contatore modulo N conta ciclicamente gli impulsi al suo ingresso (clock) da 0 a N1:
0 1 2 . . . N 2 N 1 0 1 . . .
e fornisce all'uscita un impulso ogni N impulsi di ingresso (divisore di frequenza per N).
+5 RC QA QB QC QD ET LD
CL Ck A B C D EP G
74LS163A
1 8
16 9
schema base di un contatore modulo N
+5 +5
+5 +5
clock
CL QA QB QC QD RC LD
1 0 1 0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
1100 12 (3)
1101 13 (2)
1110 14 (1)
1111 15 (0)
1100 12 (3)
1101 13 (2) Quando le uscite Q sono tutte 1
diventa 1 anche l'uscita RC (riporto) mentre l'ingresso LD (load) diventa 0, predisponendo per il caricamento dei dati.
Al successivo fronte di salita del clock viene caricato il dato presente agli ingressi A B C D (1100) ed RC torna a zero.
logica positiva
logica negativa
0 1
Visualizzazione dei dati
+5 RC QA QB QC QD ET LD
CL Ck A B C D EP G
74LS163A
1 8
16 9
+5 conteggio
1 2 4 8
segnale di clock
load
+5
Stato basso (< 0.4 V): led acceso Stato alto (> 2.4 V): led spento 470
Circuito di pilotaggio di un diodo led IL
Si possono utilizzare diodi led (light emitting diode) per visualizzare lo stato logico dei segnali del circuito.
I diodi led (rossi) a base di semiconduttori composti (areniuro di gallio) hanno una tensione di polarizzazione diretta VD ≃ 1.5 V.
Una porta della serie TTLLS puo' erogare (assorbire – sink) nello stato basso una corrente IL = 8 mA a VOL = 0.4 V.
Con R = 470 si ha nel led una corrente:
ID = (5 – 1.5 0.4) V / 470 = 6.6 mA Il led viene pilotato con
logica negativa: acceso per indicare lo stato Low (0).
Non e' possibile accendere un led con una porta TTL nello stato alto in quanto IOH = 800 A.
Contatore modulo N (1 ≤ N ≤ 16)
+5 RC QA QB QC QD ET LD
CL Ck A B C D EP G
74LS163A
1 8
16 9
+5 +5
1 2
3
4 5
6 10
9
8
+5 +5
+5 +5
+5 +5
~clock
6 x 470
10 F
0 +
2 1
1 1 Gli ingressi enable EP ed ET non sono utilizzati e sono
in posizione sempre attivi.
L'ingresso clear CL non e' utilizzato ed e' in posizione inattivo.
Il segnale di riporto RC viene combinato con il segnale clock per ridurre la durata del segnale load LD al solo mezzo ciclo low del clock.
La lunghezza del conteggio viene programmata mediante ponticelli. In logica negativa: ponticello inserito = 1; il valore impostato indica l'inizio del conteggio, decrescente fino a zero; i led (a logica negativa) riportano il conteggio in discesa.
La porta NAND all'ingresso serve solo a ridurre il fan
in del circuito (circuito buffer).
2
3 3
clock
~clock RC
~clock LD
1 2 4 8
44
5 5
Caratteristiche elettriche
del 74LS163A
Tempi di commutazione
del 74LS163A
Tempi di commutazione
del 74LS163A
+5 RC QA QB QC QD ET LD
CL Ck A B C D EP G
74HC00
1 8
16 9
1 2
3
4 5
6 10
9
8
+5 +
~clock
10 F
0 +
1 2 4 8
Contatore programmabile
modulo N (1 ≤ N ≤ 16)
6 x 470
74HC163A 74HC00
+ + + +
+
+ +
+ +
+
6 x 470
Vista dal lato dei componenti
10 F
+
a k
diodi led k a
xyz
+
condensatore elettrolitico
Contatore programmabile modulo N (1 ≤ N ≤ 16)
● Collegare un generatore all'ingresso ~clock;
regolare per una frequenza bassa (< 10 Hz) e verificare che la sequenza di conteggio sia corretta, per diversi valori di N.
● Aumentare la frequenza di clock e misurare (con l'oscilloscopio) i ritardi tra l'ingresso Ck e le uscite Q ed RC ed il tempo di propagazione attraverso le porte NAND.
●Aumentare ancora la frequenza e determinare (se possibile) la frequenza massima di conteggio.
+5 RC QA QB QC QD ET LD
CL Ck A B C D EP G
74HC00
1 8
16 9
1 2
3
4 5
6 10
9
8
+5 +
~clock
10 F
0 +
1 2 4 8
6 x 470
74HC163A 74HC00
+ + + +
+
+ +
+ +
+
