12. Счётчики.Классиф.Параметры.Бинарные счетчики.

Сч. числа импульсов— устройство, на выходах которого получаетсядвоичный(двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться наT-триггерах. Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком.

n - число последовательно включенных Т-триггеров. N-число разрядов счетчика

Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Счётчики классифицируют:

1)по модулю счёта: (двоично-десятичные (декада);двоичные;с произвольным постоянным модулем счёта; с переменным модулем счёта;2)по направлению счёта: суммирующие;вычитающие;реверсивные;3)по способу формирования внутренних связей: с последовательным переносом;с параллельным переносом;с комбинированным переносом;кольцевые; 4)по способу переключения триггера: синхронные;асинхронные;5)Счётчик Джонсона

Сч. с послед.переносом –цепочка триг.в кот.импульсы, подлежащие счету поступают на вход 1 тригера(мл.разр) а сигнал переноса последоват.от оного к др.(низкое быстрод., но простая схема).

Сч. с паралл.переносом – исп-ся синхр триггеры. Триггеры срабатывают одновременно по сигн.синх-ции(быстрота)

Рассмотрим 3^х-разрядный счетчик (3–триггера) на сложение построенный на основе Т-триггеров.

В этом сч каждый старший разряд перекл если пред разряд перекл. из 1 в 0. млад разр перекл всегда. Разряд исходного числа перекл если в разряде будет записана др цифра. Исх.число в сч.-число записанной в сч. Прибавляя 1 соответствует поступлению на вход импульса. 1 переносимый в след.разряд соответств. переносу перекл.перепада из одного триггера в послед. Перепадом по срезу первого вх имп. Триггер Т1 устанавлив в 1.появится перепад 0/1, значит Т2 не перекл. Поступупающий входной импульс возвращ Т1 в нулев сост.=> 1/0=> Т2 перключ в сост 1.

Вычитающий сч. – импульсы так же подаются на вход триггера млад.разр. м/у собой триггеры соед так чтобы обеспечить перекл послед когда пред. – попрямому выходу переходит из 0 в 1. Для этого счетный вхож послед.триг.следует соед. с инверсн выходом предыдущ., на кот будет перепад 1/0, являющийся переключающим.

Реверсивн.-работает как на сложение так и на вычитание, имеют спец.вход, кот управляет направлением счета.

Если N=2^n-1, то счетчик называется бинарным (двоичным), а в случае, если N2^n-1, то счетчики называются счетчиками с произвольным коэффициентом счета (счетчики на 10, 12 импульсов).

13.Регистры. Общие сведения. Микросхемы регистров хранения, сдвига.

Регистрами называют устройства, предназначенные для записи и выдачи информации, представленной в форме цифрового кода. Схемы их выполняют так, чтобы имелась возможность записать и обеспечить выдачу информации в виде параллельного или последовательного кодов. Для этого предусматривают соответствующее количество входных и выходных выводов. Имеются регистры, у которых входные и выходные выводы объединены между собой. По специальным командам они используются как входные и выходные. В зависимости от назначения регистры подразделяют на: хранения; сдвига; последовательных приближений.

Регистры хранения. Они обеспечивают запись, хранение и выдачу информации в параллельном коде. От количества триггеров, входящих в состав регистра, зависит разрядность записанного числа. Рассмотрим трехразрядный регистр на синхронных D-триггерах. Информация поступает в виде параллельного кода. Во время фронта сигнала «С» срабатывают все триггеры. («С»–сигнал синхронизации). Информация хранится в параллельном коде и может считываться с выходов Q₁, Q₂, Q₃. Каждый сигнал синх.переводит триггер в состояния на соответств.входах.

Регистры сдвига.Схемотехнически они аналогичны счетчикам и чаще всего выполняются на основе D-триггеров. С помощью их можно: записать и хранить цифровое слово в последовательном коде; изменить положение цифрового слова в разрядах регистра путем сдвига его влево или вправо; преобразовать число, представленные в параллельном коде в числа в последовательном коде, и наоборот. Соответственно и считывание информации в них может быть выполнено двумя способами: в течение определенного времени в последовательном коде; одновременно в параллельном коде. Бывают однонапрленные, двунаправленные и реверсивные. Комбинация всех – универсальные.

(Рис. ) Число поступает на один вход в виде последовательного входа, т.е. значение разрядов передаются последовательно. При поступлении первого импульса «С» в каждом триггере записывается значение логического сигнала на его выходе.Q_{(n+1) 1}=x («1»); Q_{(n+1) 2}=Q_n1 («0»); Q_{(n+1) 3}=Q_n2 («0»). Информация в таком виде хранится до поступления второго импульса «С». Q_{(n+1) 1}=x («0»); Q_{(n+1) 2}=Q_n1 («1»); Q_{(n+1) 3}=Q_n2 («0»). Число может быть считано с выхода триггеров. Выодной триггер последовательно принимает значение, записанной в разрядах регистра.С поступлением каждого тактового импульса «С» записанная информация сдвигается в регистре и сдвиг информации на один разряд равнозначен умножению кода на 2. Например, число 101 сдвигаем его на один разряд влево и получаем 1010. Т.о. последовательный регистр осуществляет кроме записи и хранения, преобразование информации. Информация записанная в последовательном регистре может быть считано с выхода старшего разряда в виде последовательного хода.

Регистры последовательных приближений. Они предназначены для построения АЦП, в основу работы которых положен метод поразрядного уравновешивания.

Пример: пусть требуется уравновесить напряжение 15В. Мы располагаем источниками образцовых напряжений, значения которых подобраны в соответствии двоичной СС (16В, 8В, 4В, 2В, 1В). Пусть эти напряжения включаются ключами и остаются включенными или выключенными в зависимости от того, какой знак разности между измеряемым напряжением и образцовым. Так, при приходе первого импульса включается напряжение 16В. Разность 15В–16В=–1В имеет знак «–». Поэтому это напряжение отключается и в код числа, характеризующего состояние разрядов, записывается «0». Затем подключается напряжение 8В. Разность 15-8=7. это напряжение остается, и в код числа записывается «1». Потом подключают 4В и т.д. В конце концов получаем код 0111, характеризующего образцовые напряжения. Т.о. получен код числа, которое однозначно характеризует величину неизвестного сигнала. РПП обеспечивается управление ключами, вкл или ОТК образцовые напряжения или токи, и формирование кода числа, характеризующего уравновешивающее напряжение или ток.