
- •Лекция 9
- •9. Переключающие схемы
- •9.1. Интегральные триггеры
- •9.1.1. Статические триггеры
- •9.1.2. Триггеры с врèменным запоминанием
- •9.2. Двоичные счетчики
- •9.2.1. Асинхронный двоичный счетчик
- •9.2.2. Синхронный двоичный счетчик
- •9.2.3. Реверсивные счетчики
- •9.3. Двоично-десятичный счетчик в коде 8421
- •9.3.1. Асинхронный двоично-десятичный счетчик
- •9.3.2. Синхронный двоично-десятичный счетчик
- •9.5. Регистры сдвига
- •9.5.1. Принципиальная схема
- •9.5.2. Регистр сдвига с параллельным вводом
- •9.6. Обработка асинхронных сигналов
9.2. Двоичные счетчики
Счетчики составляют важную группу схем последовательностного типа. Любая такая схема может служить счетчиком, лишь бы в определенных границах обеспечивалось однозначное соответствие между количеством введенных импульсов и состоянием выходной переменной. Поскольку каждая переменная способна принимать только два значения, n выходов дают 2n возможных комбинаций. Нередко используется только часть возможных комбинаций. Какому числу будет сопоставлена та или иная комбинация, безразлично. Однако в счетчиках целесообразно выбирать способ представления чисел, облегчающий обработку данных. В простейших схемах довольствуются чисто двоичным способом.
В табл. 9.6 показано, как число принятых импульсов Z соответствует значениям
переменной zi в 4-разрядном двоичном счетчике. Просматривая таблицу сверху вниз, можно заметить две закономерности:
• смена значения выходной переменной zi происходит тогда, когда переменная
ближайшего младшего разряда совершает переход от 1 к 0;
• выходная переменная меняется всякий раз, когда поступает новый импульс,
а все младшие переменные zi–1…z0 равны 1.
Это же видно и на временной диаграмме на рис. 9.22. Первая закономерность
приводит к реализации счетчиков, основанных на асинхронном методе, а вторая –
к реализации синхронного счетчика.
Иногда требуются счетчики, состояние которых уменьшается на единицу с каждым счетным импульсом. Особенности в работе такого счетчика, называемого вычитающим, также видны из табл. 9.6 при чтении снизу вверх.
Отсюда следует, что:
• в вычитающем счетчике выходная переменная zi меняет свое значение тогда,
когда переменная ближайшего младшего разряда zi –1 совершает переход от 0 к 1;
• в вычитающем счетчике выходная переменная zi меняется всякий раз, когда
поступает новый импульс, а все младшие переменные zi –1…z0 равны 0.
9.2.1. Асинхронный двоичный счетчик
Асинхронный двоичный счетчик реализуется путем формирования последовательной цепочки триггеров, тактовый вход каждого из которых соединен с выходом Q предыдущего триггера (рис. 9.23). Чтобы счетчик работал в прямом направлении, выходы триггеров должны изменять свое состояние, когда состояние тактового импульса меняется от 1 до 0. Следовательно, здесь требуются триггеры с
запуском по отрицательному фронту тактового импульса, например JK-триггер типа ведущий–ведомый при J = K = 1. Счетчик допускает произвольное наращивание. Так цепочка из 10 триггеров позволит подсчитать до 1023 событий.
Здесь пригодны также триггеры с запуском от положительного фронта тактового импульса, например D-триггеры, срабатывающие по одному фронту тактового
импульса. Включив их так, как показано
на рис. 9.23, получим вычитающий счетчик.
Для реализации прямого счетчика
достаточно обращать тактовый импульс,
подключая данный триггер к выходу
его предшественника в цепочке.
Любой счетчик одновременно служит делителем частоты. Частота на выходе
триггера F0 равна половине частоты входного сигнала. На выходе триггера F1 она
составляет лишь четверть, на выходе триггера F2 – только одну восьмую и т.д. Деление частоты очевидно из рис. 9.22.