Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двоичный т триггер счетчик

Двоичные суммирующие счетчики

Схему двоичного суммирующего счетчика можно построить используя двухтактный Т-триггер (см. рис. 4.1). Известно, что Т-триггер меняет свое состояние тогда и только тогда, когда значение на входе “T” равно логической “1”, и по следующему синхроимпульсу значение выхода “Q” Т-триггера изменится на противоположное.

На схеме функции, определяющие значение входов Т, формируются цепочкой 2-х входовых логических элементов “И” (“2И”), т.е. элементов, выполняющих логическую функцию “И” и имеющих два входа.

Нетрудно заметить, что счетчик расширяется до любого количества разрядов простым добавлением элементов “2И” и Т-триггера на каждый двоичный разряд.

На вход То счетчика подается сигнал “разрешение счета”.

Если на эту линию подана логическая “1”, то на все входы поступают сигналы, нужные для перехода триггеров счетчика в следующее состояние.

Если на ней логический “0”, то на всех входах будет так же логический “0”, и триггеры не изменят своего состояния.

Изображенный счетчик называется синхронным, т.к. каждый импульс на общей синхронизирующей линии вызывает переход к следующему состоянию в счетной последовательности всех триггеров счетчика.

Для того чтобы в этом убедиться, построим временную диаграмму функционирования синхронного счетчика (рис. 4.2).

Точки 1 и 2 на приведенной диаграмме показывают, что после прохождения очередного синхроимпульса следующий синхроимпульс нельзя подавать до тех пор, пока не определятся все значения на входах Тi.

Двоичные вычитающие счетчики.

До сих пор мы рассматривали только суммирующие счетчики. Эти счетчики производили изменение выходов bо…b3 в соответствии с известной таблицей:

b3b2b1b0Десятичная цифра

Очевидно, что значение i-го разряда меняется всегда, когда текущие значения всех младших (от 0 до i-1) разрядов равны “1”. Только в этом случае значение i-го разряда изменится в следующей строке.

Однако, при движении по двоичной последовательности в обратном направлении (то есть снизу вверх) значение i-го разряда меняется тогда, когда текущие значения всех младших разрядов равны “0”.

Поскольку у триггеров имеется инверсный выход Q, то реализовать вы-

читающий счетчик довольно просто (рис. 4.3):

Приведенная схема является схемой синхронного двоичного вычитающего счетчика.

Изменить схему любого суммирующего счетчика, как синхронного, так и асинхронного на схему вычитающего счетчика можно переключением входов i+1 разряда на инверсные выходы триггеров i-го разряда. В результате получится вычитающий счетчик.

Выходы счетной последовательности всегда должны быть подключены к основным выходам триггеров (то есть к выходам Qi).

Рассмотренные нами счетчики являлись счетчиками по модулю «2», то есть число их возможных состояний было 2 n .

Коэффициент пересчета.

Любой счетчик характеризуется числом состояний в течение одной счетной последовательности (цикла). Для схемы на рис. 4.1 цикл содержит N=2 4 =16 состояний (от 0000 до 1111). Часто число состояний называют коэффициентом пересчета КСЧ, который равен отношению числа импульсов NC на входе к числу импульсов NQст на выходе старшего разряда за цикл:

Если на вход счетчика подавать периодическую последовательность импульсов с частотой fС, то частота fQ на выходе старшего разряда счетчика будет меньше в КСЧ раз: КСЧ=fС/fQ. Поэтому счетчики также называют делителями частоты, а величину КСЧ – коэффициентом деления. Для увеличения величины КСЧ приходится увеличивать число триггеров в цепочке. Каждый дополнительный триггер удваивает число состояний счетчика и число КСЧ. Для уменьшения коэффициента КСЧ можно в качестве выхода счетчика рассматривать выходы триггеров промежуточных каскадов. Например, для счетчика на четырех триггерах КСЧ=16, если взять выход второго триггера, то КСЧ=4. При этом КСЧ является целой степенью числа 2: 2, 4, 8, 16 и т.д.

Можно реализовать счетчик, для которого КСЧ – любое целое число. Например, для счетчика на трех триггерах можно сделать КСЧ от 2 до 7, но при этом один или два триггера могут быть лишними. При использовании трех триггеров можно получить КСЧ =5…7 (2 2 3 ). Счетчик с КСЧ=5 должен иметь 5 состояний, которые в простейшем случае образуют последовательность: <0, 1, 2, 3, 4>. Циклическое повторение этой последовательности означает, что коэффициент деления счетчика равен 5.

Для построения суммирующего счетчика с КСЧ=5 надо, чтобы после формирования последнего числа из последовательности <0, 1, 2, 3, 4>счетчик переходил не к числу 5, а к числу 0. В двоичном коде это означает, что от числа 100 нужно перейти к числу 000, а не к 101. Изменение естественного порядка счета возможно при введении дополнительных связей между триггерами счетчика.

Читайте так же:
Поверка счетчиков список документов

Десятичные счетчики.

Десятичный счетчик состоит из нескольких подсчетчиков, соответствующих одному из десятичных разрядов. Такие подсчетчики называют декадными счетчикамиСЧ=10).

Счетная последовательность декадного счетчика зависит от способа представления десятичного числа. Наиболее распространено представление десятичных чисел в двоичном коде 8-4-2-1.

Этот код представляет каждую десятичную цифру четырехразрядным двоичным числом от 0000 до 1001. Очевидно, что счетная последовательность декадного счетчика должна предусматривать переход от двоичного кода 1001 (цифры 9 в десятичной системе счисления) к коду 0000 (поскольку цифры 10 в десятичной системе счисления нет).

Рассмотрим схему синхронного суммирующего декадного счетчика в коде 8-4-2-1 (рис. 4.4):

Эта схема представляет собой модификацию двоичного суммирующего счетчика, при которой счетная последовательность прерывается после девяти. Для этого в счетчике предусмотрена схема детектирования девятки.

Модификация двоичного суммирующего счетчика заключается в следующем:

  1. Введем вентиль “И” с входами сигналов Q и Q3 (что соответствует коду 1001), имеющий на выходе логическую единицу только при этой кодовой комбинации.
  2. Введем вентиль “ИЛИ” перед входом Т3, обеспечивающий при кодовой комбинации 1001 на выходе декадного счетчика подачу логической единицы на вход ИЛИ и далее на вход Т3, следовательно, следующий синхроимпульс установит выход b3 в логический нуль.
  3. Введем инвертор “НЕ” и вентиль “И” перед входом Т1, поэтому при кодовой комбинации 1001 на вход вентиля ”И” и далее на вход Т1 триггера будет подан логический нуль, следовательно, следующий синхроимпульс не изменит состояние на выходе “b1” (т.е. “b1” останется в нулевом состоянии)
  4. Состояние выходов “b0” и ”b2” не изменяется в связи с доработками, т.к. их значения и при нуле и при десяти равны логическому нулю(0000 и 1010).

Аналогично можно построить схему синхронного вычитающего декадного счетчика в коде 8-4-2-1 (рис. 4.5):

N – разрядные счетчики.

Рассмотренные декадные счетчики служат основой для создания n -разрядных счетчиков по модулю 10, которые строятся по схемам, используемым при построении двоичных счетчиков.

В схемах n-разрядных счетчиков в каждой декаде сигнал “разрешение счета” должен быть равен единице тогда и только тогда, когда все предшествующие декады будут содержать девятки.

Таким же образом можно построить трехразрядный суммирующий счетчик в коде 4-2-1 по модулю 4 (рис. 4.6).

Рис. 4.6 Трехразрядный суммирующий счетчик в коде 4-2-1 по модулю 4.

Цифровые схемы — Счетчики

В предыдущих двух главах мы обсуждали различные регистры сдвига и счетчики с использованием D-триггеров . Теперь давайте обсудим различные счетчики, используя T-триггеры. Мы знаем, что T триггер переключает выход либо для каждого положительного фронта тактового сигнала, либо для отрицательного фронта тактового сигнала.

Бинарный счетчик «N» состоит из «N» T триггеров. Если счетчик считает от 0 до 2 ? — 1, то он называется двоичным повышающим счетчиком . Точно так же, если счетчик ведет обратный отсчет от 2 ? — 1 до 0, то он называется двоичным обратным счетчиком .

Существует два типа счетчиков, основанных на триггерах, которые подключены синхронно или нет.

  • Асинхронные счетчики
  • Синхронные счетчики

Асинхронные Счетчики

Если триггеры не получают тот же тактовый сигнал, то этот счетчик называется асинхронным счетчиком . Выходной сигнал системных часов применяется в качестве тактового сигнала только для первого триггера. Оставшиеся триггеры получают тактовый сигнал с выхода предыдущего триггера. Следовательно, выходы всех триггеров не изменяются (влияют) одновременно.

Теперь давайте обсудим следующие два счетчика один за другим.

  • Асинхронный двоичный счетчик
  • Асинхронный двоичный счетчик

Асинхронный двоичный счетчик

N-битный асинхронный двоичный счетчик состоит из «N» T триггеров. Он отсчитывает от 0 до 2 ? — 1. Блок-схема 3-битного асинхронного двоичного счетчика с повышением частоты показана на следующем рисунке.

3-битный асинхронный двоичный счетчик содержит три триггера, и Т-вход всех триггеров подключен к «1». Все эти триггеры запускаются по отрицательному фронту, но выходы изменяются асинхронно. Тактовый сигнал напрямую подается на первый Т-триггер. Таким образом, выход первого T триггера переключается для каждого отрицательного фронта тактового сигнала.

Выход первого триггера T применяется в качестве тактового сигнала для второго триггера T. Таким образом, вывод второго T-триггера переключается для каждого отрицательного фронта вывода первого T-триггера. Аналогично, выход третьего T-триггера переключается для каждого отрицательного фронта выхода второго T-триггера, поскольку выход второго T-триггера действует как тактовый сигнал для третьего T-триггера.

Читайте так же:
Счетчик горячего водоснабжения с термодатчиком

Предположим, что начальный статус T триггеров с крайнего правого на самый левый равен Q 2 Q 1 Q 0 = 000 . Здесь Q 2 & Q 0 — это MSB и LSB соответственно. Мы можем понять работу 3-битного асинхронного двоичного счетчика из следующей таблицы.

Нет отрицательного края часовQ (LSB)Q 1Q 2 (MSB)
11
21
311
41
511
611
7111

Здесь Q 0 переключается для каждого отрицательного фронта тактового сигнала. Q 1 переключается для каждого Q 0 , который идет от 1 до 0, в противном случае остается в предыдущем состоянии. Аналогично, Q 2 переключается для каждого Q 1 , который изменяется от 1 до 0, в противном случае остается в предыдущем состоянии.

Начальное состояние T-триггеров в отсутствие тактового сигнала: Q 2 Q 1 Q 0 = 000 . Это значение увеличивается на единицу для каждого отрицательного фронта тактового сигнала и достигает максимального значения на 7- ом отрицательном фронте тактового сигнала. Этот шаблон повторяется, когда применяются дополнительные отрицательные фронты тактового сигнала.

Цифровая электроника

Счетчики

Счетчики представляют собой последовательностые цифровые устройства и предназначены для выполнения операций счета и хранения кода числа подсчитанных импульсов. Существуют различные схемы счетчиков, отличающихся назначением, типом используемых триггеров, организацией связи между ними, порядком смены состояний. По порядку изменения состояний счетчики бывают с естественным и произвольным порядком счета. В первых значение кода каждого последующего состояния счетчика отличается на единицу от кода предыдущего состояния. В счетчиках с произвольным порядком счета значения кодов соседних состояний могут отличаться более чем на единицу. Счетчики также подразделяются на простые и реверсивные. Простые счетчики делятся на суммирующие и вычитающие. В суммирующих счетчиках код последующего состояния имеет большее значение, чем код предыдущего состояния, а в вычитающих – меньшее значение. Реверсивные счетчики могут работать как в режиме суммирования, так и в режиме вычитания.

Основными параметрами счетчика являются:

  • модуль счета или коэффициент пересчета Ксч;
  • быстродействие счетчика.

Модуль счета Ксч характеризует число устойчивых состояний счетчика, т. е. предельное число импульсов, которое может быть им сосчитано. После поступления Ксч входных импульсов счетчик возвращается в исходное состояние. Такие счетчики называются также делителями на число, равное Ксч.. По модулю счета счетчики подразделяются на двоичные, у которых Ксч=2 m , и недвоичные, у которых Ксч?2 m , где m – положительное целое число.

Быстродействие счетчика в свою очередь определяется двумя величинами:

  • разрешающей способностью , т.е. минимальным допустимым интервалом времени между подачей двух входных импульсов, при котором не происходит потеря счета;
  • временем установки tуст кода счетчика, т.е. интервалом времени между моментом поступления входного сигнала и моментом завершения перехода счетчика в новое устойчивое состояние.

Поскольку счетчики представляют собой класс ПЦУ, то и синтез их целесообразно выполнять на основе базовых элементов ПЦУ, т.е. триггерах. Количество триггеров для двоичных счетчиков определяется формулой

Для недвоичных счетчиков количество триггеров следует выбирать из условия

где [log2Kсч]- двоичный логарифм заданного коэффициента пересчета, округленный до ближайшего (большего) целого числа.

Двоичные счетчики. Начнем с двоичных счетчиков. Для их построения можно использовать различные типы триггеров. Наиболее удобным является триггер Т-типа (счетный триггер), который осуществляет подсчет импульсов по модулю 2. Такой триггер по сути дела является простейшим счетчиком с Ксч=2. Соединив несколько счетных триггеров определенным образом, можно получить схему многоразрядного счетчика. Если в качестве базовых используются Т-триггеры с прямым динамическим счетным входом, то для построения трехразрядного суммирующего двоичного счетчика, их необходимо объединить так, как это показано на рис. 5.14,а . Срабатывание всех триггеров происходит по переднему фронту счетного импульса. Поэтому, чтобы реализовать операцию суммирования, необходимо на триггеры Т2 и Т3 информацию подавать с инверсных выходовпредыдущих триггеров. Временная диаграмма работы счетчика показана на рис. 5.14,б .

Состояния выходов Q1, Q2 и Q3 сгруппируем в зависимости от номера счетного импульса в таблице 5.1 . Из таблицы очевидно, что двоичный код, задаваемый логическими состояниями выходов счетчика соответствует порядковому номеру входного счетного импульса С. При подаче последнего восьмого импульса счетчик возвращается в исходное состояние, после чего процесс повторяется. Модуль счета, таким образом, Ксч=2 3 =8.

Рис. 5.14.Структурная схема и временная диаграмма работы трехразрядного двоичного суммирующего счетчика на основе Т-триггеров с прямым динамическим счетным входом.

Суммирующий счетчик можно построить и на базе Т-триггеров с инверсным динамическим счетным входом. При этом, поскольку срабатывание триггеров происходит по заднему фронту счетного импульса, нет необходимости задействовать инверсные выходы этих триггеров. Сигнал на вход каждого последующего триггера необходимо подавать с прямого выхода предыдущего триггера ( рис. 5.15,а ). При этом необходимо учитывать, что срабатывание всего счетчика будет происходить по заднему фронту счетного импульса С, как это показано на временной диаграмме рис. 5.15,б .

Рис. 5.15. Структурная схема и временная диаграмма работы трехразрядного двоичного суммирующего счетчика на основе Т-триггеров с инверсным динамическим счетным входом.

Читайте так же:
Счетчик тор схема подключения

Для выполнения операции вычитания достаточно изменить в электрических связях соответствующих схем используемые выходы триггеров на выходы с обратными логическими уровнями, либо использовать триггеры с входами обратного типа динамического управления. Если вычитающий счетчик реализуется на базе Т-триггеров с прямым динамическим входом, то сигналы на входы последующих триггеров, в противоположность схемы рис. 5.14,а , необходимо подавать с прямых выходов предыдущих триггеров ( рис. 5.16,а ). Временная диаграмма работы счетчика с такой структурой приведена на рис. 5.16,б . Из временной диаграммы видно, что с каждым последующим счетным импульсом выходной код уменьшается на единицу (декрементируется). С последним восьмым импульсом счетчик возвращается в исходное состояние.

Рис. 5.16. Структурная схема и временная диаграмма работы трехразрядного двоичного вычитающего счетчика на основе Т-триггеров с прямым динамическим счетным входом.

Таким образом, путем переключения выходов с инверсных на не инверсные и обратно, можно получить как суммирующие, так и вычитающие счетчики. Это свойство положено в основу построения реверсных счетчиков. Для этих целей используются коммутаторы выходов на базе логических элементов 2И-ИЛИ-НЕ ( рис. 5.17 ). Элементы ЛЭ1 и ЛЭ2 выполняют роль коммутаторов выходных сигналов с триггеров Т1 и Т2. При подаче логического нуля на вход «-1» и логической единицы на вход «+1», на выходе верхней структуры И элементов ЛЭ1 и ЛЭ2 формируется результат с выходов Q1 и Q2 соответствующих триггеров. На выходе нижней структуры И присутствует логический нуль, в результате чего выходы и не влияют на работу схемы. Структура ИЛИ-НЕ элементов ЛЭ1 и ЛЭ2 инвертирует значения соответствующих коммутируемых выходов. Таким образом, осуществляется инверсия сигналов Q1 и Q2, которые подаются на прямые динамические тактовые входы триггеров Т2 и Т3. Счетчик работает в режиме суммирования. При подаче логического нуля на вход «+1» и логической единицы на вход «-1» картина меняется. Закрытыми оказываются прямые выходы Q1, Q2, а открываются инверсные выходы и . При этом, их значения инвертируются элементами ИЛИ-НЕ ЛЭ1 и ЛЭ2, в результате чего они становятся прямыми. Счетчик начинает работать в режиме вычитания. На практике, с целью упрощения процесса управления, обычно вместо двух входов «+1» и «-1» используется только один из этих входов. Сигнал второго входа формируется через инвертор.

Рис. 5.17.Структурная схема трехразрядного двоичного реверсивного счетчика.

В рассмотренных счетчиках срабатывание триггеров происходит поочередно друг за другом, т.е. последовательно. Такие счетчики называются асинхронными. Их недостаток состоит в том, что увеличивается общее время установления tуст с увеличением числа триггеров. Кроме того, появление промежуточных комбинаций может привести к ложному срабатыванию дешифратора, если такой есть в структуре ПЦУ. Для устранения этого недостатка используются счетчики, у которых все триггеры срабатывают одновременно. Такие счетчики получили название синхронных счетчиков. Идея синхронного счетчика заключается в построении внешней комбинационной схемы, формирующей сигналы, согласно которым будет происходить одновременное переключение только части триггеров в зависимости от текущего выходного кода. Причем эти сигналы должны быть сформированы до поступления очередного счетного импульса. Счетный импульс должен поступать на все триггеры одновременно. Для этих целей необходимо использовать тактируемые Т-триггеры, входы синхронизации которых объединяются в общую шину. На тактовые Т-входы каждого триггера подаются заранее сформированные сигналы переноса с комбинационной схемы.

Анализ смены состояний суммирующего счетчика показывает, что если значение младшего разряда меняется каждый раз с приходом входного сигнала, то в остальных разрядах значение будет меняться на противоположное только в тех случаях, когда до этого во всех предыдущих разрядах были единицы. Для этого единичный входной сигнал должен поступать на вход триггера только в том случае, если триггеры во всех предыдущих разрядах находятся в единичном состоянии. Задачу формирования входного сигнала для каждого последующего триггера выполняет логический элемент И ЛЭ1 (ЛЭ2), на входы которого подаются сигналы со всех выходов предыдущих триггеров ( рис. 5.18 ). Срабатывание всех триггеров происходит одновременно по общему сигналу синхронизации С, который является счетным импульсом для всего счетчика. Изображенная на рисунке структура называется счетчиком с параллельным переносом, поскольку сигналы на все элементы И, формирующие единичные переносы, подаются с выходов триггеров одновременно в параллельном виде. В исходном состоянии на выходах всех триггеров присутствуют логические нули. С поступлением каждого счетного импульса выходные коды начинают увеличиваться на единицу (инкрементироваться). Задержка в такой схеме равна времени срабатывания одного триггера.

Читайте так же:
Сброс счетчика чернил epson sx230

Рис. 5.18. Структурная схема четырехразрядного суммирующего счетчика с параллельным переносом.

Чтобы синтезировать схему вычитающего счетчика, необходимо использовать не прямые, а инверсные выходы триггеров. Таким образом, в исходном состоянии все триггеры будут иметь на инверсных выходах логические единицы. С началом счета выходные коды будут уменьшаться (декрементироваться). Используя принцип коммутации прямых или инверсных выходов триггеров, можно также реализовать реверсивный счетчик с параллельным переносом.

Недостатком счетчиков с параллельным переносом является необходимость использования в случае увеличения разрядности счетчика элементов И с большим числом входов. При этом выходы триггеров должны обладать высокой нагрузочной способностью. Поэтому многоразрядные счетчики строят по групповому принципу. Согласно этому принципу, весь счетчик структурно реализуется путем соединения отдельных групп небольшой разрядности с параллельным переносом внутри этих групп. Сигнал переноса из очередной группы формируется элементом И, объединяющим выходы всех триггеров данной группы. Сформированный сигнал переноса предыдущей группы подается на счетный вход последующей группы. Общая задержка такого счетчика определяется суммой задержек каждой группы.

Другой вариант структуры синхронного счетчика – это структура со сквозным переносом. Согласно этой структуре, перенос формируется только из единичных результатов соседних разрядов. Для этих целей достаточно использовать только двухвходовые элементы И при любой разрядности счетчика ( рис. 5.19 ). Перенос между разрядами осуществляется через каждый элемент И (ЛЭ1 и ЛЭ2) в их последовательной структуре. Отсюда следует, что общее время срабатывания всего счетчика определяется временем срабатывания одного триггера и суммарным временем задержки последовательной цепи логических элементов И. Выигрыш по быстродействию в такой структуре осуществляется за счет меньшего времени срабатывания одного логического элемента по сравнению со временем срабатывания одного триггера. При достаточно большой разрядности счетчика, время задержки во всех элементах И может оказаться значительным и сравняться с временем срабатывания одного триггера.

Рис. 5.19. Структурная схема четырехразрядного суммирующего счетчика со сквозным переносом.

Недвоичные счетчики. Недвоичные счетчики имеют Ксч ? 2 m . Принцип их построения заключается в исключении некоторых устойчивых состояний обычного двоичного счетчика. Избыточные состояния исключаются с помощью обратных связей внутри счетчика. Как было показано ранее, количество триггеров в недвоичном счетчике есть округленное до большего целого числа значение mнедв=[log2Kсч]. Поэтому, если задействовать все возможные состояния m триггеров, то счетчик окажется двоичным. Организуя обратные связи в двоичном счетчике таким образом, чтобы определенными выходными кодовыми комбинациями осуществлять либо его обнуление, либо установку в состояние, отличное от очередного, реализуется недвоичный счетчик с произвольным Ксч. Часть состояний двоичного счетчика, таким образом, пропускаются.

Наибольший интерес среди недвоичных счетчиков представляют двоично-десятичные счетчики с Ксч=10, которые строятся на основе четырех счетных триггеров. Важность этого класса счетчиков заключается в том, что с их помощью легко может быть осуществлен вывод содержимого счетчика в десятичном коде. Действительно каждый двоично-десятичный счетчик имеет десять устойчивых состояний и соответствует одному разряду десятичной системы счисления.

В условном графическом обозначении функция двоичного счетчика определяется символами «СТ». В случае, если счетчик не двоичный, то рядом с этими символами проставляется цифра, соответствующая модулю счета. В маркировке микросхем функция счетчика кодируются символами «ИЕ».

Счетчики

Счетчиком называется последовательное устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде.
Любые счетчики строятся на основе N однотипных связанных между собой разрядных схем, каждая из которых в общем случае состоит и TG и некоторой комбинационной схемы, предназначенной для формирования сигналов управления триггером.
Счетчик может выполнять следующие микрооперации над кодовым словом:

  1. установка в исходное состояние (запись нулевого кода)- установка в нулевое состояние;
  2. запись входной информации в параллельной форме;
  3. хранение информации;
  4. выдача хранимой информации в параллельной форме;
  5. инкремент – увеличение хранящегося кодового слова на единицу;
  6. декремент — уменьшение хранящегося кодового слова на единицу.
  1. Модуль счета М – основной статический параметр, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние.
  2. Время установления выходного кода tk – основной динамический параметр, который характеризует временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.
Читайте так же:
Номера счетчиков метрики что это

1.По значению модуля счета:
— двоичные, Мкот = целой степени числа 2 (М=2 n );
— двоично-кодированные, в которых М может принимать любое неравное целой степени числа 3, значение.

2.По направлению счета:
— суммирующие, выполняющие микрооперацию инкремента над хранящимся входным словом;
— вычитающие выполняющие микрооперацию декремента над хранящимся входным словом;
— реверсивные, выполняющие либо микрооперацию инкремента, либо декремента в зависимости от управляющего сигнала.

3.По способу организации межразрядных связей:
— счетчик с последовательным переносом, в котором переключение триггеров разрядных схем происходит последовательно один за другим;
— счетчик с параллельным переносом, в котором переключение всех триггеров разрядных схем происходит одновременно по сигналу синхронизации С;
— счетчик с комбинированным последовательно-параллельным переносом, когда используются различные комбинации способов переноса.

Рассмотрим на примере счетчик с модулем счета М=8 , необходимо как минимум три триггера.
Обратимся к таблице трехразрядных двоичных чисел:

Младший разряд Q0 изменяет свое состояние с приходом каждого импульса синхронизации С.
-Q1 – изменяет свое состояние с приходом каждого 2-го С.
— Q2 — изменяет свое состояние с приходом каждого 4-го С.
Данный алгоритм можно реализовать на асинхронных Т-триггерах:

Синхронизация каждого следующего триггера производится выходным сигналом предыдущего триггера, а переключение первого триггера (формирующего Q0) – непосредственно последовательностью синхроимпульсов.

Переключение триггера должно происходить по спаду импульса.
Инкремент (сложение) реализуется на асинхронном Т-триггере с инверсным динамическим входом.
Декремент (вычитание) реализуется на асинхронным Т –триггере с прямым динамическим входом.
Если для синхронизации каждого последующего асинхронного триггера использовать инверсный выход триггера,
Суммирующий счетчик инкремент: ( используется прямой динамический вход)

вычитающий счетчик (используется инверсный динамический вход)

Направление счета счетчика может изменятся путем изменения межразрядных связей: включается в состав каждой разрядной схемы MS (как в последовательно- параллельном или реверсивном RG)

Сигнал V определяет направление счета :
V=1 суммирующий счетчик
V=0 вычитающий счетчик
Все рассмотренные выше счетчики являются счетчиками с последовательным переносом, т.к. переключение каждого последующего триггера происходит только после переключения предыдущего триггера.
Достоинство- счетчика с последовательным переносом – простота внутренней структуры.
Недостаток — счетчика с последовательным переносом – большое время установления выходного кода tk
tk≠const, зависит от конкретного значения его выходного кода.
tк max будет в случае изменения выходного кода со значения 111….в 000….. или наоборот
tк max=Ntkтр., где
N – число разрядов в счетчике
tkтр – время переключения одного разряда счетчика
Понизить tmax можно при условии, что все триггеры его разрядных схем будут переключаться одновременно. Для этого:
1.используют синхронные триггеры
2.организуют сигналы, определяют порядок переключения триггеров до прихода сигнала С.
Вернемся к таблице последовательности двоичных чисел: для суммирующего счетчика (для вычитающего таблица пойдет вверх)

Из таблицы видно, что переключение каждого последующего триггера происходит только, когда все предыдущие триггеры установлены в 1, т.е.
, где
Qi,n+1 — значение i-го разряда счетчика в (n+1) момент времени
Qi,n — значение i-го разряда счетчика n-ный момент времени
pi = Q0,n ,Qi,n Qi-1,n — сигнал переноса
Необходимо сформировать сигнал переноса.

Время установленных сигнала счетчика
tmax=1tmp время переключения одного триггера

Сложность практической реализации данных счетчиков состоит в том, что с увеличением числа разрядов счетчика увеличивается и число входов в логический элемент «И», используемых в цепях формирования переноса.
В счетчиках с параллельным переносом направление счета не зависит от вида динамического входа Т (прямой или инверсный) .
Зависит только от вида выхода Т, который используется для формирования сигнала переноса. Комбинированные схемы, идея которых состоит в разбиении разрядных схем счетчика на группы, внутри которых осуществлен параллельный; либо последовательный перенос.
Формирование сигнала переноса между группами выполняется логическим элементом «И» только когда триггеры всех входящих в данную группу разрядных схем установлены в «1»

Время установки выхода кода tmax=1tтр.группы

Как в схемах с параллельным, так и комбинированным переносом для подготовки счетчика к следующему переключению должно пройти время tкод=tзадержки логического элемента «И».

Схемы со сквозным переносом

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию