"Классификация счетчиков. Счетчики на основе триггерных устройств. Параллельные счетчики с непосредственными связями" - Классификация счетчиков. Счетчики на основе триггерных устройств. Параллельные счетчики с непосредственными связями

Подсчет импульсов является одной из наиболее распространенных операций, выполняемых в устройствах дискретной обработки информации. Такая операция в цифровых устройствах выполняется с помощью счетчиков. На схемах счетчики обозначаются буквами СТ. В отечественных сериях микросхем счетчикам соответствуют буквы ИЕ (условное обозначение). В общем случае счетчик представляет собой устройство, которое может переходить из одного состояния в другое под действием входных импульсов, подлежащих счету.

Счетчики представляют более высокий, чем регистры, уровень сложности цифровых микросхем, имеющих внутреннюю память. Хотя в основе любого счетчика лежат те же самые триггеры, которые образуют и регистры, но в счетчиках триггеры соединены более сложными связями, в результате чего их функции сложнее, и на их основе можно строить более сложные устройства, чем на регистрах. Точно так же, как и в случаях регистров, внутренняя память счетчиков - оперативная, то есть ее содержимое сохраняется только до тех пор, пока включено питание схемы. С выключением питания память стирается, а при новом включении питания схемы содержимое памяти будет произвольным, случайным, зависящим только от конкретной микросхемы, то есть выходные сигналы счетчиков будут произвольными.

Как следует из самого названия, счетчики предназначены для счета входных импульсов. То есть с приходом каждого нового входного импульса двоичный код на выходе счетчика увеличивается или уменьшается на единицу (рис.1). Срабатывать счетчик может по отрицательному фронту входного (тактового) сигнала (как на рисунке) или по положительному фронту входного сигнала. Режим счета обеспечивается использованием внутренних триггеров, работающих в счетном режиме. Выходы счетчика представляют как раз выходы этих триггеров.

Каждый выход счетчика представляет собой разряд двоичного кода, причем разряд, переключающийся чаще других (по каждому входному импульсу), будет младшим, а разряд переключающийся реже других - старшим. Счетчик может работать на увеличение выходного кода по каждому входному импульсу, это Основной режим, имеющийся во всех счетчиках, он называется режимом Прямого счета. Счетчик может также работать на уменьшение выходного кода по каждому входному импульсу, этот режим обратного или инверсного счета, предусмотренный в счетчиках называемых реверсивными.

Из сказанного следует, что если счетчик должен считать до 10, то он обязан иметь как минимум 10 различных состояний. При этом каждый 10-й импульс должен возвращать счетчик в исходное состояние, которое в принципе может быть любым из них. Число состояний, которое счетчик должен иметь для подсчета заданного числа импульсов, обычно называют Коэффициентом счета или Модулем счета счетчика и обозначают соответственно и М. Примером простейшего счетчика может служить счетный триггер, осуществляющий подсчет сигналов по модулю М=2, так как он имеет два состояния 0 и 1, принимаемые им поочередно под действием входных сигналов. Таким образом, задача проектирования счетчиков сводится к разработке цифрового устройства, которое имело бы как минимум равное заданному модулю М число устойчивых состояний и последовательно переходило из одного состояния в другое под действием поступающих импульсов.

Большинство счетчиков работают в обычном двоичном коде, то есть считают от 0 до, где N - число разрядов выходного кода счетчика. Например, 4-разрядный счетчик в режиме прямого счета будет считать от 0 (код 0000) до 15 (код 1111), а 8-разрядный - от 0 (код 0000 0000) до 255 (код 1111 1111). После максимального значения кода счетчик по следующему входному импульсу переключается опять в 0, то есть работает по кругу. Если же счет инверсный, то счетчик считает до нуля, а дальше переходит к максимальному коду.

Имеются также двоично-десятичные счетчики, предельный код на выходе которых не превышает максимального двоично-десятичного числа, возможного при данном количестве разрядов.

Двоично-десятичные счетчики удобны, например, при организации десятичной индикации их выходного кода, но применяются они гораздо реже обычных двоичных счетчиков.

Наиболее часто счетчики работают в двоичном, двоично-десятичном, единичном и других кодах.

Похожие статьи




"Классификация счетчиков. Счетчики на основе триггерных устройств. Параллельные счетчики с непосредственными связями" - Классификация счетчиков. Счетчики на основе триггерных устройств. Параллельные счетчики с непосредственными связями

Предыдущая | Следующая