Двоичные суммирующие счетчики с непосредственной связью

Двоичные счетчики производят счет поступающих импульсов в двоичной системе счисления. Основным узлом счетчика является тригер со счетным запуском. Осуществляющий подсчет импульсов по модулю 2.

Многоразрядные двоичные суммирующие счетчики с непосредственной связью выполняются путем последовательного соединения счетных триггеров. Счетные импульсы подаються на счетный вход первого тригера. Счетные входы последующих триггеров связаны непосредственно с прямыми входами предыдущих триггеров: вход второго триггера с выходом первого, вход третьего с выходом второго и т.д. Принцип действия рассмотрим на примере 4-разрядного счетчика рис.3.20.а,б.

Перед поступлением счетных импульсов все разряды счетчика установливаются в состояние 0 (Q₁= Q₂ = Q₃ = Q₄ =0) подачей импульса на вход «Установка ну вызывает ля». При поступлении первого счетного импульса первый разряд подготавливается к переключению в противоположное состояние и после окончания действия входного импульса переходит в состояние Q₁=1. В счетчике записывается число 1. Уровень 1

с выхода Q₁ воздействет на счетный вход второго триггера, подготавливая его к переключению. По окончанию второго счетного импульса первый разряд счетчика переходит в состояние 0, а второй разряд переключается в состояние 1. В счетчик записывается число 2 с кодом 0010. По окончании 15 -го импульса все разряды счетчика установливаются в состояние 1, а 16 -й импульс переключает первый разряд в состояние 0. Уровень Q₁=0 переводит второй разряд счетчика в состояние Q₂=0, что в свою очередь Q₃=0, а за тем и Q₄=0, т.е. счетчик переходит в исходное состояние. В соответствии с рис. 3.20,б и табл.1 установка в исходное состояние 0 двух последовательно включенных триггеров (Т₁, Т₂) осуществляется 4 –м счетным импульсом, трех триггеров (Т₁,-Т₃) 8 -м счетным импульсом и четырех (Т₁ –Т₄) – 16 -м счетным импульсом.

Рис. 3.20,а,б. Схема двоичного счетчика и его временные диаграммы.

. Из этого следует, что модуль счете двухразрядного, трехразрядного, четырехразрядного двоичного счетчика равен соответсивенно 4,8,16. Модуль счета двоичного счетчика находят из соотношения К_сч =2^N, где N – число разрядов счетчика.

В процессе работы двоичного счетчика частота следования импульсов на входе каждого последующегл триггера уменьшается вдвое по сравнению с частотой его входных импульсов. Это свойство схемы используется дляпостроения делителей частоты. При использовании схемы вкачестве делителя частоты входной сигнал подают на счетный вход первого триггера, а выходной снимают с последнего триггера.

Таблица.1

Максимальное время установки в двоичных счетчиках с непосредственной связью характеризуется суммарной задержкой в последовательной передаче информации от младшего к старшему разряду счетчика Таким образом, параметр t_ус.мах, определяется временим перехода счетчика их кода 2^N -1 в код 0000. Его находят из соотношение

t_ус.мах = Nt_з.т, где t_з.т задержка переключения переключения после окончания счетного импульса. Время установки возрастает с увеличением числа разрядов, что сказывается на быстродействии счетчика. Максимальная частота следования счетных импульсов ограничивается величиной f_вх=1/(t_и+ t_ус.мах). При работе счетчика в режиме делителя частоты его предельная частота определяется предельной частотой переключениятриггера первого разряда f_вх=1/(t_и+ t_з.т).

Счетчики с коэффициентом счета К_сч /=2^N.

В рассматриваемых раннее счетчиках коэффициент счета связан определенной зависимостью с числом разрядов счетчика К_сч =2^N и может быть равна 2,4,8,16 и т.д. Однако на практике часто возникает необходимость в счетчиках с коэффициентом счета не соответсвующим указанным значениям. Возникает необходимость в счетчиках с коэффициентом счета 3,10, и т.д. т.е. счетчик в процессе работы принимает 3,10 состояний.

Такие счетчики выполняются на основе двоичных счетчиков. Общий принцип их построения основывается на исключении у счетчика с К_сч =2^N соответствующего числа избыточных состояний. Число избыточных состояний определяется разностью

S=2^N-К_сч, где 2^N – количество состояний двоичного счетчика, К_сч – требуемый коэффициент счета. Например, при построении счетчика с К_сч =3 на двух триггерах следует исключить 1 состояние. Основными способами построения таких счетчиков являются, способ принудительной установки в состояние 0 всех разрядов двоичного счетчика и способ принудительного насчета. По первому способу реализуются счетчики с естественным порядком счета, по второму- счетчики с принудительным насчетом.

В счетчиках с естественным порядком счета порядок счета такой ж, как в двоичных счетчиках. Отличие заключается в том, что путем введения дополнительных связей счет заканчивается раньше значения 2^N. Так у счетчика с К_сч =10 переход разрядов в состояние будет происходить с приходом не 16-го, а 10-го счетного импульса.

В счетчиках с принудительным насчетом исключение избыточных состояний двоичного счетчика осуществляется путем пртинудительной установки отдельных разрядов в состояние 1 в процессе счета. Принудительный насчет осуществляется путем введения обратных связей со старших разрядов двоичного счетчика в младшие, благодаря чему младшие разряды вне очереди переключаются в состояние 1. Такие счетчики относятся к классу счетчиков с произвольным порядком счета. Схема такого счетчика приведена на рис. 3.21.

Рис. 3.21. Структурная схема декадного счетчика с принудительным насчетом

Счетчики с К_сч =10 называются десятичными или декадными. Схема такого счетчика показана на рис. 3.22.

Рис. 3.22. Схема последовательного соединения декадных счетчиков

Дата добавления: 2015-05-06