3. Организация переноса

В каждом десятичном разряде при переходе из состояния 9 в состояние 0 (в рассматриваемом примере из состояния S₁₅ в состояние S₀) необходимо вырабатывать сигнал переноса в следующий разряд. В простейшем случае (если это возможно) в качестве сигнала переноса можно использовать выходной сигнал старшего двоичного разряда (Q₄). Для уменьшения времени задержки переноса каждый десятичный разряд можно рассматривать как группу из четырех разрядов и схему, формирующую сигнал переноса для счетчиков на JK–триггерах, изменяющих свое состояние по срезу счетного импульса, можно построить, используя выражение

Сout_i = Cout_{i –1}K_ф,

где Cout_{i –1} – сигнал переноса из предыдущего десятичного разряда; K_ф – конституента единицы, соответствующая десятичной цифре 9.

(Для данного примера 9 соответствует 15, поэтому K_ф = Q₄Q₃Q₂Q₁. См. табл. 4 и табл. 5).

Конституента единицы не всегда отвечает минимальному выражению, необходимому для образования сигнала переноса. В десятичных счетчиках всегда имеются запрещенные состояния, учет которых позволяет упростить выражение для сигнала переноса. Для этого необходимо занести на карту Карно запрещенные состояния (х) и конституенту единицы (1) того набора, который соответствует десятичной цифре 9 в данном двоично–десятичном коде. Остальные клетки диаграммы заполняются нулями (табл. 10). Например, для рассматриваемого случая, объединив клетки, выделенные полужирным шрифтом, получим минимальное выражение для сигнала переноса. Таким образом, получаем

Сout_i = Cout_{i –1}Q₃Q₂Q₁

и, следовательно, сигнал переноса можно сформировать с помощью элемента И, на входы которого подаются сигналы Cout_{i –1}, Q₃, Q₂, Q₁.

Таблица 10

Карта Карно для переноса
Q2Q1 Q4Q3	00	01	11	10
00	0	0	0	0
01	0	х	х	х
11	0	0	1	0
10	х	х	0	х

Для счетчика на D–триггерах рассуждения относительно сигнала переноса в следующий разряд похожи на предыдущие, но эти триггеры срабатывают по фронту счетного сигнала, а потому в простейшем случае переносом может быть сигнал, снимаемый с инверсного выхода старшего разряда декады, а групповой перенос, казалось бы, можно сформировать на основе выражения

Сout_i = Cout_{i –1}K_н,

где K_н – конституента единицы, соответствующая начальной десятичной цифре кода. (Для данного примера начальная цифра кода равна 0, см. табл. 4 и табл. 5, поэтому K_н = ).

Однако при такой реализации переноса возможно появление ложных сигналов из–за риска сбоя (см. рис. 4,а).

Р ис. 4

На рис. 4,а приведена схема переноса из группы, состоящей из одного D–триггера. Здесь комбинационная схема представлена двумя элементами И, на выходах которых реализуются уравнения:

Задержка переключения триггера в данном случае приводит к появлению статических рисков сбоя в обоих случаях при переходе с набора 01 на набор 10. Устранить эти сбои можно, выполнив комбинационную схему на элементах ИЛИ (рис. 4,б).

Таблица 11

Карта Карно для переноса
Q2Q1 Q4Q3	00	01	11	10
00	1	0	0	0
01	0	х	х	х
11	0	0	0	0
10	х	х	0	х

Из временных диаграмм видно, что в данной схеме ложные сигналы из-за рисков сбоя не появляются. Выходные сигналы С1 и С2 при необходимости можно изменить инвертированием.

В счетчике на JK-триггерах, срабатывающих по срезу импульса на тактовом входе, риска сбоя нет (рис. 4,в).

Таким образом, перенос в счетчиках на D–триггерах лучше сделать на элементе ИЛИ, реализующем выражение

Cout_i = Cout_{i –1} ,

полученное как КНФ по карте Карно.