цуимп / цуимп / двоичные 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.

Основные параметры счетчика:

Модуль счета М – основной статический параметр, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние.

Время установления выходного кода tk – основной динамический параметр, который характеризует временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе.

Классификация счетчиков

1.По значению модуля счета: - двоичные, Мкот = целой степени числа 2 (М=2ⁿ); - 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.

Двоичные счетчики

Основные характеристики счетчиков

Счетчиком называют функциональный узел, предназначенный для счета сигналов. По мере поступления входных сигналов счетчик последовательно перебирает свои состояния в определенном для данной схемы порядке. Длину списка используемых состояний (параметр К) называют модулем пересчета, основанием пересчета или емкостью счетчика. Одно из возможных состояний счетчика принимается за начальное (нулевое). Если счетчик начал считать с начального состояния, то через каждые К сигналов в нем снова устанавливается начальное состояние, а на выходе счетчика при этом появляется сигнал К-ичного переноса CR (от carry — нести).

Различные схемы счетчиков могут перебирать свои состояния в самом различном порядке. Чаще всего применяют двоичные счетчики, у которых порядок смены состояний триггеров соответствует последовательности двоичных чисел. Кроме того, применяют одинарное кодирование, когда состояние счетчика представлено местом расположения единственной единицы (например, сдвигающий регистр с одной двигающейся единицей), унитарное кодирование, когда состояние представлено числом единиц и более сложные виды кодирования.

Обычно счетчик перебирает свои состояния в возрастающем порядке. Если состояния перебираются в убывающем порядке, то такой счетчик называют вычитающим, а если направление перебора может изменяться, то счетчик называют реверсивным. Счетчики, которые в процессе работы для переключения требуют подачи синхросигналов, называют синхронными, а счетчики, у которых для переключения достаточно подавать лишь входные сигналы, — асинхронными. Часто счетчик снабжен входом общего сброса (master reset) R и входами данных D* для параллельной загрузки произвольного кода. Загрузка осуществляется при подаче сигнала на еще один вход — вход параллельной загрузки PL (parallel load).

Условное изображение счетчика показано на рис. 9.1. Здесь Q0—Q3 — выходы счетчика, комбинация значений которых определяет номер его состояния; CR — выход переноса. Суммирующий вход счетчика обозначается «-W»> вычитающий — «—/». Это счетные входы. У асинхронных счетчиков они помечаются таким же символом, как и счетный вход Г-триггера, указывающим полярность перепада входного сигнала, по которому счетчик меняет состояние своего выхода. Число различных типов и схем счетчиков огромно. В настоящей книге рассмотрены лишь схемы, которые широко распространены и которые лучше всего иллюстрируют наиболее результативные принципы. Специально счетчикам посвящена книга [41]. Также можно рекомендовать [33 и 36].

Двоичные счетчики строят чаще всего на основе Г-триг-геров, поскольку эти триггеры могут и хранить свое состояние, и суммировать с ним по модулю 2 входной сигнал. Двоичный л-разрядный счетчик содержит п Г-триггеров, и его емкость К—2П. Последовательность состояний 3-разрядного двоичного счетчика приведена в табл. 9.1. Сигнал восьмеричного переноса условно показан между строк, как бы возникающим после появления в счетчике его последней комбинации 111 и исчезающим при установлении в счетчике состояния ООО. Рис. 9.1. Условное обозначение счетчика