Tricky Circuit

Двоичный счётчик и делитель частоты

Считай события четырьмя огоньками

Тактовый сигнал — повторяющийся сигнал времени; CLK — Clock, такт. Нарастающий фронт — переход с логического 0 на 1. Двоичный счётчик прибавляет единицу на каждый принятый фронт. Бит — двоичная цифра 0 или 1; четыре бита хранят 16 состояний от 0000 до 1111. Hz, герц, — циклы в секунду.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Как это работает

Выбери 0–32 уже принятых фронта или добавь один кнопкой такта. Это образец истории, не работающие автоматически часы. Частота задаёт установившиеся частоты выходов, а не выбранный счёт. Нет задержек и дребезга контактов. Кнопка такта останавливается на 32 принятых фронтах. Сброс начинает новый образец истории.

n — число принятых фронтов. Счёт равен n по модулю 16, остатку деления на 16. Q0 — младший бит, Q3 — старший. При непрерывном счёте Q0 делает цикл за два фронта, Q3 — за шестнадцать.

Сложность

  1. Собери · Наблюдай

    Включи питание. Выбери 3 принятых фронта и 8 Hz. Получи счёт 3, двоично 0011.

    Нужна подсказка?

    n=3; f=8 Hz → 0011

  2. Исследуй · Экспериментируй

    При 8 Hz выбери 16 принятых фронтов. Увидь переход к счёту 0, двоично 0000.

    Нужна подсказка?

    n=16; f=8 Hz → 0000

  3. Реши сам · Реши

    Выбери 19 фронтов и 16 Hz. Получи счёт 3, частоту Q0 8 Hz и Q3 1 Hz.

    Нужна подсказка?

    n=19; f=16 Hz → 0011; fQ0=8 Hz; fQ3=1 Hz

Дополнительные материалы и карточки схем

Двоичный счётчик и делитель частоты

У каждого огонька свой вес, как у цифр счётчика пробега. Правый бит меняется быстрее. Та же схема как источник времени показывает всё более медленные ритмы.

count = n mod 16; fQ0 = fCLK/2; fQ3 = fCLK/16

Счёт отвечает, сколько фронтов уже пришло, частота — как часто повторяется полный цикл. Изменение частоты не переписывает выбранную историю.

Полезная связь

Две смены состояния образуют полный цикл бита. Поэтому частота Q0 — f/2, а не f.

Неожиданная деталь

Обнуление после переполнения не стирает события: четыре бита оставляют только остаток. Более широкий счётчик хранит больше.

Ошибка, которой стоит избежать

Постоянная 1 не является множеством фронтов. Настоящая кнопка может дребезжать и давать лишние фронты; здесь нажатие создаёт один чистый фронт.

После счёта 15 пришёл ещё один фронт. Новый счёт…

  1. 0
  2. 16
  3. 15
Читать дальше

Всего помещаются 16 состояний: 1111 сменяется на 0000.

Маленький счётчик событий

Выбери три чистых принятых фронта.

Четырёхбитное слово равно 0011.

Раздели ритм

Выбери такт 16 Hz и девятнадцать принятых фронтов.

Счёт равен 3; Q0 повторяется с 8 Hz, Q3 — с 1 Hz.

Попробуй другое изменение

Перейди от 15 к 16 и 17 фронтам. Сначала предскажи 1111, 0000, 0001. Затем измени только частоту и проверь неизменный счёт.

ti.com