Суммирующий счетчик на Т-триггерах

Двоичный суммирующий счетчик можно собрать на Т-триггерах в соответствии со схемой рисунком 4. Действие счетчиков импульсов основано на двух главных свойствах триггеров: способности изменять свое входное состояние и сохранять полученное состояние до внешнего воздействия. Поступающий на счетный вход сигнал с инверсного выхода Q предыдущего триггера включает своим передним фронтом последующий триггер.

Рисунок 4

Т-триггеры выполнены на основе D-триггеров. Положительный перепад сигнала на входе счетчика Т увеличивает содержимое счетчика на 1. Переход любого триггера счетчика из состояния 1 в 0 приводит к появлению положительного перепада на инверсном выходе этого триггера и переключению триггера следующего разряда. При счете состояние триггеров счетчика меняется в соответствии с таблицей 2. Диаграммы напряжений, поясняющие работу суммирующего двоичного счетчика, приведены на рисунке 5.

Таблица 2

Для нормальной работы счетчика на входах S и R триггеров должна быть установлена логическая 1. Переход сигнала на ноль на одном из этих входах немедленно переводит счетчик в состояние 010 = 00002 (вход R) или 1510=11112 (вход S) и блокирует счет.

Совокупность выходных сигналов на выходах Q1 – Q8 соответствует числу импульсов в двоичном коде, поступивших на счетчик к данному моменту времени.

Выход первого триггера Q1 устанавливается в единичное состояние после каждого второго входного импульса, выход второго триггера Q2 – после каждого четвертого импульса, выход третьего триггера – после каждого восьмого импульса и т.д. Число триггеров n = 4 определяет число разрядов счетчиков и его емкость N = 2ⁿ =16.

Рисунок 5

Из приведенных диаграмм следует, что состояния триггеров отвечают в двоичном коде порядковому номеру воздействующего импульса. Так, например, после пятого сосчитанного входного импульса состояние или содержимое счетчика таково: Q8= 0, Q4= 1, Q2= 0, Q1= 1 т.е. число, записанное счетчиком, равно 0101 или N=0* 2³+ 1* 2²+ 0* 2¹+ 1* 2⁰ =5. Здесь первый триггер соответствует старшему разряду числа, а последний – младшему. После девятого входного импульса содержимое счетчика будет 1001 или N= 1*2³+ 0*2²+ 0* 2¹+ 1* 2⁰= 9.

Как следует из временных диаграмм работы счетчика, при каждом переходе младшего разряда (Q1) к старшему разряду (Q2, Q4, Q8) частота выходного сигнала триггера снижается вдвое. Таким образом, данный счетчик одновременно выполняет функцию делителя частоты, в котором частота выходного сигнала старшего разряда определяется соотношением:

где f_вх – частота сигнала на входе Т счетчика, Гц; n – номер триггера.

Одновременно с увеличением числа на прямых выходах триггеров счетчика, двоичное число на инверсных выходах триггеров убывает от 1111₂ до 0000_2. Таким образом, относительно инверсных выходов счетчик можно рассматривать как вычитающий.

Дата добавления: 2015-06-04