26. Счетчик по модулю м. Проектирование счетчиков. Изменение модуля пересчета.

Основным параметром счетчика является модуль счета (коэффициент пересчета) Ксч, определяемый максимальным числом единичных сигналов, которое может быть посчитано. Широкое распространение получили, например, десятичные счетчики, для которых Ксч = 10. Такой счетчик после каждого 10-го импульса возвращается в исходное состояние, формируя при этом на выходе сигнал переноса. Количество разрядов n счетчика с произвольным коэффициентом пересчета определяется из условия 2n-1 < Ксч < 2n.

Проектирование счетчиков.

Обобщённая структурная схема счетчика представлена на рисунке.

Сигналы с выходов триггеров поступают на входы комбинационной схемы, которая преобразует поступив-

шую информацию. Сигналы с выходов комбинационной схемы подаются на логические входы триггеров. Преобразованная информация не воспринимается триггерами до тех пор, пока на синхронизирующие входы триггеров не поступит считаемый сигнал. Информация, находящаяся на входах каждого триггера, так сформирована комбинационной схемой, чтобы с приходом очередного считаемого сигнала осуществить переход счетчика из текущего состояния в следующее.

Если задан тип триггера, то задача синтеза счетчика заключается в составлении функций возбуждения каждого триггера и минимизации найденных функций в заданном базисе.

Этапы проектирования (перепроверить):

1. Перевести заданные наборы в заданную систему кодирования.

2. Построить таблицу переходов и функций возбуждения заданного триггера, используя матрицу переходов.

3. Минимизировать получившиеся функции возбуждения.

4. Получить минимальное выражение функции декодирования последнего состояния

5. Построить схему.

Изменение модуля пересчёта. Очевидно, что для Ксч = 10 требуемое число разрядов n = 4. Обычный двоичный четырехразрядный счетчик имеет 16 различных устойчивых состояний. Следовательно, для Ксч = 10 имеется N = 16 - 10 = 6 избыточных состояний, которые необходимо исключить.

Исключить избыточные состояния можно, используя принудительное обнуление схемы при достижении счетчиком состояния, равного Ксч. Схема счетчика представлена на рисунке.

Перед началом счета сигналом УИС (сброса) все триггеры счетчика устанавливаются в исходное нулевое состояние. При поступлении на счетный вход 10 импульсов на выходах Q2 и Q4 установятся единицы, благодаря чему единичным сигналом с выхода конъюнктора все триггеры вновь будут сброшены в 0. При этом на выходе счетчика (Q4) первый раз появится сигнал переноса (перепад из 1 в 0), свидетельствующий о том, что на вход счетчика пришло десять импульсов.

Есть ещё способы изменения модуля пересчёта, но мы их не разбирали, спросить, надо ли.

27. Проектирование счетчика с заданным набором состояний на rSтриггерах.

28. Проектирование счетчика с заданным набором состояний на dVтриггерах.

29. Проектирование счетчика с заданным набором состояний на jk триггерах.

Счётчик – последовательная схема, нужна для увеличения/уменьшения хранимого кода на 1 или константу.

Модуль счёта (М) - число устойчивых состояний счётчика

Счётчики могут быть: а) Синхронными б) асинхронными:

В синхронных схемах все изменения согласуются по времени с подачей считаемого сигнала на общую шину, объединяющую синхронизирующие входы С триггеров счетчика (рис. а).

В асинхронном счетчике отсутствует общая шина, на которую поступает считаемый сигнал. На вход С триггеров асинхронного счетчика сигналы могут поступать как с выхода другого триггера, так и от схем, непосредственно не связанных с синхронизирующими импульсами (рис. б).

Для проектирования синхронных счётчиков используют стандартные методы. Для асинхронных счётчиков удобных систематизированных методов нет, из-за различий во внутреннем строении триггеров проявляющихся при асинхронной работе. Поэтому при разработке надо иметь чёткое представление о внутреннем строении триггера и не ограничиваться таблицей переходов, которая описывает только синхронную работу триггера.

Любой синхронный счётчик можно представить в виде логической структуры:

Сигналы с выходов триггеров поступают на вход комбинационной схемы, которая преобразует поступившую информацию. С выходов комбинационной схемы сигналы подаются на логические входы триггеров. Преобразованная информация не воспринимается триггером до тех пор, пока на синхровходы триггеров не поступит считываемый сигнал. Информация находящаяся на входах каждого триггера, сформирована комбинационной схемой так, чтобы по приходу очередного считываемого сигнала счётчик перешёл из тек. состояния в следующее

Функции возбуждения входов i-го триггера:

E₁(t) = f₁[Q₁(t), Q₂(t), ... ,Q_n(t)] ,

E₂(t) = f₂[Q₁(t), Q₂(t), ... ,Q_n(t)] .

Функции возбуждения - переключательные функции, которым соответствуют комбинационные схемы.

Задача синтеза счётчика собранного на определённом типе триггеров заключается в составлении функций возбуждения в заданном базисе.

При синтезе синхронных схем используются матрицы переходов триггеров.

Далее составляются таблица переходов функций возбуждения.

Проводим минимизацию функций возбуждения триггеров.

Находим функцию переноса для возможности каскадирования счётчиков. Например, счётчик по модулю 10 имеет 10 устойчивых состояний; счётчик по модулю 3 - три устойчивых состояния.

Пример: Пусть необходимо на базе одноступенчатых RS(JK)-триггеров спроектировать двухразрядный двоично-десятичный счётчик c заданным набором состояний.

1. Необходимо сделать перевод в соответствующую систему счисления (двоичную, троичную). В данной системе кодирования каждая десятичная цифра представляется четырехразрядным двоичным эквивалентом.

   Десятичные	Двоичный эквивалент в коде 2421					Номера двоичных
   цифры	2	4	2	1	наборов
   0	0	0	0	0	0
   1	0	0	0	1	1
   2	0	0	1	0	2
   3	0	0	1	1	3
   4	0	1	0	0	4
   5	1	0	1	1	11
   6	1	1	0	0	12
   7	1	1	0	1	13
   8	1	1	1	0	14
   9	1	1	1	1	15

2. Составление функций возбуждения триггеров счетчика

Функции возбуждения триггеров счетчика формируют с использованием кодированной таблицы переходов счетчика и матрицы переходов триггера.