Реверсивные асинхронные счётчики
Для построения реверсивных счётчиков используются логические коммутаторы (ЛК), которые выполняют функцию подключения прямого выхода или инверсного ко входу последующего триггера.
На один из входов ЛК подаётся Qi, на другой — сигнал реверса (Р), указывающий на направление счёта:
R = 1 – суммирование;
R
= 0 – вычитание.
Реверс асинхронных счётчиков «на ходу»
Для определения возможности переключения режима счёта в тот момент, когда счётчик ещё не достиг своего конечного состояния, рассмотрим временные диаграммы функционирования четырёхразрядного реверсивного счётчика, реализованного на триггерах, переключающихся по заднему фронту.
УГО:
Из временной диаграммы видно, что между моментами переключения счётчика по заднему фронту синхроимпульса, при этом на выходе формируются сигналы в соответствии с таблицей функционирования счётчика можно наблюдать кратковременные интервалы времени, при которых на выходе счётчика формируются сигналы, не соответствующие его таблице переключения.
Так, после состояния 0101 (5) на выходе формируется кратковременный сигнал 0100 (4).
И лишь затем на выходе формируется 0110 (6).
Эти кратковременные интервалы времени возникают из-за задержки в переключении триггеров.
Таким образом, для того чтобы с выхода счётчика не снять ложную информацию, необходимо чтобы внутри счётчика завершились все переходные процессы.
Так функционируют все суммирующие и вычитающие счётчики.
Вернёмся к вопросу реверса асинхронных счётчиков на ходу.
Для этого рассмотрим временную диаграмму суммирующего счётчика, который в момент, когда значение на выходе 110 (6), переключается в режим вычитания, то есть приходит сигнал реверса R=0.
В момент, когда счётчик досчитал до 6, приходит сигнал реверса R=0.
Первый триггер на сигнал реверса не реагирует и переключается по заднему фронту следующего счётного импульса из “0” в “1”.
На входе T2 перепад из “0” в “1”, на который он не реагирует и сигнал на выходе сохраняется.
Переключение происходит опять же по заднему фронту синхроимпульса.
При подаче сигнала реверса на входе T3 формируется перепад из “1” в “0”, так как T3=!Q2 при R=0.
В результате третий триггер переключается из “1” в “0” и на выходе счётчика формируется сигнал 010 (2) вместо необходимой пятёрки (101) по приходе следующего счётного импульса на выходе счётчика 001 (1).
Таким образом, при подаче сигнала реверса, в момент когда счётчик не досчитал до своего конечного значения, выполнять нельзя, так как мы не знаем, в какое состояние перейдёт счётчик по приходе следующего счётного импульса. Как видно из примера, из состояния 6 счётчик переходит в 2, а затем - в 1, что говорит о неверном функционировании счётчика при выполнении реверса на ходу.
Достоинства и недостатки асинхронных счётчиков
Асинхронные счётчики имеют невысокое быстродействие и могут использоваться лишь в том случае, когда триггеры обладают малыми задержками переключений.
Их удобно строить лишь при небольшой разрядности счётчиков и на быстрых триггерах.
Могут использоваться в качестве делителей частоты, так как каждый разряд счётчика уменьшает частоту в два раза.
Низкая помехозащищенность, так как помеха, пришедшая на вход одного из триггеров проходит на все его выходы.
Недостаток: невозможность реверса счётчиков на ходу.