Лічильники з безпосередніми зв'язками із послідовним переносом

У цих лічильниках кожний наступний тригер (і+1) -го розряду запускається від інформаційних виходів (Qi, Qі) попереднього тригера i-ro розряду, а рахунковий сигнал надходить на вхід тригера першого розряду.

Схема несинхронізуємого двійкового чотирьох розрядного лічильника, що сумує, на JK- тригерах із послідовним переносом сигналу приведена на рис. 1а, а часова діаграма його роботи - на рис. 1б.

У табл. 1 відбиті стани тригерів лічильника при впливі серії вхідних сигналів х_сч подаваних на рахунковий вхід першого розряду.

Таблиця 1 – Таблия стану лічильника

Хсч	Q4	Q3	Q2	Ql	Хсч	Q4	Q3	Q2	Ql
			о

Розглянемо роботу лічильника, вважаючи, що у вихідному стані в ньому записаний код 0000. У лічильнику вихід кожного попереднього тригера Q,_i з'єднаний із входом синхронізації С; наступного тригера. На входи J і K тригерів подаються сигнали 1. Перший вхідний сигнал Хсч установить тригер Тг1 лічильника в стан 1, усі ж інші тригери лічильника залишаться в стані 0. Другий вхідний сигнал установить тригер Тг1 у стан 0; третій - знову в стан 1 і т.д. Вхідними сигналами тригера Тг2 будуть уже сигнали, що знімаються з прямого виходу тригера Тг1. Таким чином, перший разом у стан 1 тригер Тг2 установиться тільки після того, як на виході тригера Тг1 пройде перший сигнал, а в стан 0 - після того як пройде другий сигнал, і т.д. Вхідними сигналами тригера Тг будуть уже сигнали, що знімаються з прямого виходу тригера Тг2, і т.д. Після того як на вхід лічильника буде подана серія сигналів (імпульсів), наприклад пройде п'ять вхідних імпульсів, на виході тригерів лічильника установиться код 0101, що і буде відповідати цифрі 5. Таким чином, лічильник підраховує кількість імпульсів, поданих на його вхід.

Звичайно лічильник має ланцюг установки в стан 0 (установка тригерів у 0). Але початковий стан тригерів не обов'язково повинен бути нульовим. У лічильник може бути записане заздалегідь деяке число і вже з нього починається операція рахування одиниць.

Недолік несинхронізуємого лічильника з послідовним переносом полягає в тому, що він має залежність тривалості перехідного процесу, що визначає час реєстрації, від його розрядності. З ростом розрядності лічильника знижується гранична частота його роботи. Це пов'язано з тим, що зростає затримка надходження сигналу на вхід С деякого i-ro розряду щодо часу надходження вхідного сигналу Хсч на вхід С молодшого розряду лічильника. З тимчасової діаграми очевидно, що така затримка може призвести до перекручування інформації в лічильнику (момент часу t=8).

Лічильники з паралельним переносом. Для підвищення швидкодії лічильники виконуються з паралельним переносом. На рис. 2 зображена схема чотирьох розрядного лічильника на JK- тригерах із паралельним переносом. У якості схем I використані входи тригерів &J і &K.

Відмінною рисою схеми є те, що сигнали з виходів i-x розрядів подаються на інформаційні входи J і К тригерів (Q-1)-х розрядів.

З схеми на рис. 2 очевидно, що зі зростанням порядкового номера тригера збільшується число входів в елементах І JK- тригерів. Так як кількість входів J і K і навантажувальна спроможність виходів тригерів обмежена, то і розрядність лічильника з паралельним переносом невелика і дорівнює звичайно чотирьом. Тому при числі розрядів лічильника, більшому максимального числа входів J і К, лічильник розбивається на групи й усередині кожної групи будуються ланцюги паралельного переносу. Подібним засобом організується лічильник із частково паралельним переносом. Тривалість перехідного процесу в такому лічильнику дорівнює сумі тривалостей перехідного процесу в кожній групі розрядів.

Рис. 2 - Схема чотирьох розрядного двійкового лічильника на JK- тригерах із паралельним переносом.

Кількість перелічених лічильником імпульсів можна визначити по коду, записаному в тригери лічильника. Код у лічильнику точно відповідає числу імпульсів, що надійшли на вхід, вираженому в двійковому коді. Якщо після повного заповнення лічильника одиницями (код 111... 1) не припиниться подача вхідних імпульсів, те після переходу лічильника через стан 0 у всіх розрядах підрахунок імпульсів починається спочатку. Цей режим роботи лічильника називається циклічним. За один цикл роботи на лічильник надходить 2ⁿ імпульсів (n - кількість розрядів лічильника). Іноді потрібно, щоб число імпульсів у циклі було відмінним від 2ⁿ, наприклад якщо потрібно організувати перерахунок на десять (кількість розрядів цього лічильника повинно бути дорівнює чотирьом, тому що найближче число 2ⁿ, більше 10, дорівнює 16). Щоб цикл перерахунку був дорівнює, десятьох, необхідно після кожного десятого імпульсу установити всі розряди лічильника в 0. Перерахунок на N¹2ⁿ завжди призводить до деякого ускладнення схеми лічильника через необхідність організації установки в 0 окремих тригерів лічильника. Коефіцієнт перерахунку є однією з характеристик лічильника. Якщо звичайний лічильник, що сумує, має n розрядів, те лише після подачі 2ⁿ вхідних імпульсів утвориться перенос із старшого розряду. Отже, коефіцієнт перерахунку такого лічильника дорівнює 2ⁿ. Коефіцієнт перерахунку Кпер лічильника визначає відношення частоти імпульсів, подаваних на його вхід, до частоти імпульсів, що утворяться на виході його старшого розряду.

Зчитування числа, записаного в лічильнику, провадиться так само, як і в регістрах, тобто з одиничних виходів тригерів або з нульових виходів тригерів, якщо на виході повинний бути інверсний код.

а

  Рис. 3 - Схема трьох розрядного несинхронізуємого реверсивного лічильника (а) і часові діаграми його роботи (б)

Рис. 4 - Умовне графічне позначення лічильника

Швидкодія розглянутих лічильників залежить як від швидкості перекидання тригера молодшого розряду, так і від часу поширення сигналу переносу по ланцюзі переносу.

Реверсивний лічильник із послідовним переносом. У реверсивних лічильниках передбачається спеціальна схема, що переключає, для переключення лічильника або в режим роботи додавання. або в режим вирахування. На рис. 2а приведена схема несинхронізуємого реверсивного лічильника з послідовним переносом на трьох числових розрядах. У лічильнику використовуються JK- тригери. У залежності від режиму роботи в реверсивному лічильнику є присутнім постійний керуючий сигнал «Підсумовування» або постійний керуючий сигнал «Вирахування». На вхід С першого розряду лічильника подається серія вхідних сигналів.

Реверсування досягається тим, що в ланцюгах міжрозрядних зв'язків відбуваються передача або сигналу переносу з прямих виходів Qi, або сигналу заєму з інверсних виходів Q; тригерів. Вибір знака операції «Рахування» визначається значеннями сигналів на керуючих шинах «Вирахування» або «Підсумовування».

Рис. 5 - Схема несинхронізуємого реверсивного лічильника з послідовним переносом на трьох числових розрядах (а) і часова діаграма його роботи (б)

Для завдання початкового стана лічильника в ньому передбачені ланцюги паралельного прийому інформації. Часова діаграма, що пояснює роботу лічильника в режимі вирахування (у лічильник попередньо записане число 101), приведене на рис. 5б.

У табл. 2 відбиті стани реверсивного лічильника, що працює в режимі вирахування. Умовне графічне зображення чотирьох розрядного лічильника приведене на рис. 4.

Таблиця 2 - Таблиця стану реверсивного лічильника

Хсч	О3	Q2	Q1	Хсч	О3	Q2	Q1

Дата добавления: 2014-01-04