Цифровые счетчики импульсов
Счетчик импульсов – устройство, производящее счет числа входных импульсов и фиксирующее это число в каком либо коде.
Счетчик строят на основе триггеров, поэтому счет импульсов ведется в двоичной системе счисления.
В устройствах цифровой обработки информации часто выполняется операция счета импульсов. Электрический сигнал преобразуют в импульсную последовательность, один из параметров которой содержит информацию о ее значении. Эта импульсная последовательность обрабатывается, делится на определенное целое число, подсчитывается и индицируется цифровыми индикаторами.
Классификация счетчиков:
• По коэффициенту (модулю) счета:
– двоичные (бинарные);
– двоично-десятичные (декадные) или с другим основанием счета;
– с произвольным постоянным модулем;
– с переменным модулем N = 2n.
• По направлению счета:
– суммирующие;
– вычитающие;
– реверсивные.
• По способу организации внутренних связей:
– с последовательным переносом;
– с параллельным переносом;
– с комбинированным переносом;
– кольцевые.
Модуль счетчика – это число различных состояний, через которые проходит счетчик в процессе одного полного цикла счета.
Назначение счетчиков:
– перечет числа некоторых событий или временных интервалов;
– упорядочение событий в хронологической последовательности;
– для адресации;
– в качестве делителей частоты и элементов памяти.
Классификационные признаки независимы и могут встречаться в разных сочетаниях.
Введением дополнительных логических связей двоичные счетчики могут быть обращены в недвоичные. Десятичные счетчики работают с К = 10, двоичные – с К = 2.
Десятичные счетчики образуются из четырех разрядных двоичных счетчиков.
В суммирующем счетчике каждый входящий импульс увеличивает число, записанное в счетчик на единицу. Вычитающий счетчик действует обратным образом.
Реверсивный счетчик может работать в качестве суммирующего и вычитающего. Эти счетчики имеют дополнительные входы для задания направления счета.
Когда счетчик используется в качестве делителя, направление счета не играет роли.
Главное достоинство счетчиков с последовательным переносом – простота схемы. Основной недостаток счетчика с последовательным переносом – сравнительно низкая частота переключения.
Счетчики с параллельным переносом состоят из синхронных триггеров. Они сложнее, но быстродействующие (tз = τз · I · m).
Основные параметры счетчиков:
– модуль счета или коэффициент пересчета К;
– быстродействие счетчика;
– tсч – частота счетных импульсов;
– tу.сч – время установки счетчика.
Двоичные счетчики
Счетчик состоит из трех последовательно соединенных триггеров, имеющих вход R для установки в состояние 0 (рисунок 39).
Q0
Q1
Q2
Вход
Уст. 0
T
T
T
R
R
R
ТГ1
ТГ2
ТГ3
R
Уст. 0
Вход
Счет
1
2
4
а
б
1
2
3
4
5
6
7
8
T
0
0
0
0
Q
Q
Q
t
t
t
t
в
Рисунок 39 – Двоичные счетчики: а – трехразрядный счетчик; б – условное обозначение счетчика; в – временная диаграмма работы счетчика