Компьютерная

схемотехника

Лекция 10. Счетчики

Классификация счетчиков

Счетчиками называют последовательные устройства, предназначенные для подсчета и запоминания числа импульсов, поданных в определенном временном интервале на его счетный вход.

Классифицируют счетчики по:направлению счета;способу организации схемы переноса;коэффициенту пересчета;

наличию синхронизации переключения счетчиков.

По направлению счета:

суммирующие;

вычитающие;

реверсивные.

Классификация счетчиков

По способу организации схемы переноса:

счетчики с последовательным переносом;

счетчики со сквозным переносом;

счетчики с параллельным переносом;

счетчики с групповым переносом.

По коэффициенту пересчета:двоичные;двоично-десятичные;

с произвольным постоянным коэффициентом пересчета;с переменным коэффициентом пересчета и т.д.

По наличию синхронизации переключения счетчиков:асинхронные;синхронные.

Основные параметры счетчиков

Основные специфические технические параметры:

а) коэффициент пересчета, определяемый максимальным числом единичных сигналов, которое может быть сосчитано счетчиком;

б) быстродействие, характеризуемое:

1)максимальной частотой следования счетных импульсов fМАХ, регистрируемых счетчиком без сбоев;

2)временем установки tУСТ состояний счетчика, определяемое как

максимальный временной интервал от момента поступления счетного импульса до момента перехода всех разрядов счетчика в новое устойчивое состояние;

3) максимальной частотой смены состояний счетчика fС.МАХ, которая определяется по наихудшему времени установки tУСТ с учетом времени дешифрации t0.

Асинхронные счетчики с последовательным переносом (суммирующий)

У этих счетчиков отсутствует общая для всех разрядов синхронизация, а переход разрядов в новые состояния происходит последовательно разряд за разрядом, начиная от входного, на который поступают импульсы.

Асинхронные счетчики с последовательным переносом (суммирующий)

Временная диаграмма работы асинхронного суммирующего счётчика с последовательным переносом.

Асинхронные счетчики с последовательным переносом (суммирующий)

Признаком смены состояний любого из триггеров счетчика является переключение предыдущего триггера (или входного сигнала) из состояния “1” в “0”, причем старший триггер переключается в “1”, если все предыдущие триггеры переключаются из “1” в “0”.

Время установления счетчика tУСТ зависит от количества последовательно переключающихся триггеров и для N-разрядного счетчика изменяется в пределах

tУСТ.Т tУСТ N*tУСТ.T = tУСТ.МАХ,

где tУСТ.Т - время установления триггера.

Максимальная частота следования счетных импульсов fМАХ определяется предельной частотой переключения первого триггера.

Асинхронные счетчики с последовательным переносом (суммирующий)

Если требуется дешифрировать каждое состояние счетчика, то до подачи очередного счетного импульса все триггры должны установиться в новое состояние на время t0, где t0 - время дешифрации состояний счетчика. В этом случае максимально допустимая частота

смены состояний	fС.МАХ определяется по наихудшему времени
установления
	fС.МАХ = (t0 + N*tуст.т)-1.

Достоинства – минимальные затраты микросхем и минимум электрических связей.

Главный недостаток - низкое быстродействие.

Асинхронные счетчики с последовательным переносом (вычитающий)

Вычитающий счетчик получается последовательным соединением инверсных выходов предыдущих разрядов со счетными входами последующих разрядов T-триггера.

Асинхронные счетчики с последовательным переносом (вычитающий)

Tриггеры переключаются отрицательными фронтами входного сигнала или сигнала с инверсного выхода предыдущего триггера, что соответствует положительному фронту