Двійкові лічильники

Схеми лічильників побудовані на базі тригерів. Число тригерів, необхід­них для побудови лічильника, визначається по формулі: n=log₂ Кпер, де Кпер коефіцієнт переліку (модуль).

Іншою важливою характеристикою є швидкодія. Швидкодія лічильника в значній мірі визначається будовою кіл переносу. Швидкодія характеризу­ється часом встановлення коду і розрізнювальною здатністю.

Час встановлення коду на виході лічильника t_вст тобто інтервал часу між моментом надходження вхідного імпульсу і моментом закінчення самого тривалого перехідного процесу в лічильнику.

В двійковому лічильнику з послідовним переносом t_вст лічильника визна­чається часом спрацювання тригерів лічильника t_тр і кількістю розрядів лі­чильника n.

Розрізнювальна здатність лічильника визначається мінімальним часом t_i між двома вхідними імпульсами, при якому лічильник працює надійно.

Асинхронні лічильники

Найпростіші схеми двійкових лічильників виконуються шляхом послідо­вного з'єднання тригерів з лічильними входами. Т-тригер є лічильником з К=2. Для побудови лічильника з К=2ⁿ потрібно n таких тригерів. Розгля­немо як приклад схему асинхронного двійкового лічильника з послідовним переносом:

Схема представлена на рис.6.2 відображає внутрішню структуру лічильника позначення якого наведено на рис. 6.1.

Рисунок 6.2

Якщо на лічильний вхід кожного наступного тригера лічильника подава­ти сигнал не з інверсного виходу, а з прямого виходу попереднього тригера, то лічильник буде виконувати операцію віднімання рис. 6.3.

Рисунок 6.3

Лічильники, здатні виконува­ти функції додавання і відніман­ня, називаються реверсивними. Для цього в наведеній на рис. 6.3 схемі між виходами кожного по­переднього каскаду і входами наступного необхідно вмонтува­ти електронний перемикач який переключається під впливом зо­внішнього сигналу " +/-".

Основним недоліком лічильників з послідовним переносом є низька швидкодія. Часові діаграми роботи лічильника будуть мати наступний ви­гляд (рис. 6.4), дещо відмінний від ідеальних, наведених на рис.6.1

Трива­лість затримки наростає від тригера до тригера, а на певному каскаді, де за­тримка буде спів розмірна з тривалістю імпульсу можлива втрата інформа­ції.

Рисунок 6.4

Синхронні лічильники з наскрізним переносом

Швидкодію лічильних схем можна підвищити завдяки спеціальній орга­нізації кіл переносу і подачі лічильних імпульсів на всі розряди лічильника одночасно (Рис.6.5). Як правило, в таких схемах лічильні імпульси викону­ють роль імпульсів синхронізації, тому лічильники, що розглядаються ниж­че відносяться до класу синхронних.

Рисунок 6.5

У схемі з наскрізним переносом перемикання кожного наступного роз­ряду лічильника на JK-тригерах можливе в тому випадку, якщо на його ін­формаційних входах J і К присутня "І". В іншому випадку тригер знахо­диться в режимі запам'ятовування.

В наведеній нижче таблиці розглянуті зміни станів на входах тригерів на момент надходження синхроімпульсів, імпульси надходять одночасно на всі тригери схеми.

В початковий момент часу всі виходи

Q0=0 Q1=0 Ql=0 Q2=0 q2=0 Q3=0

лічильника в нульовому стані, до пе­реключення готовий тільки перший JK- тригер

Після надходження першого імпульсу

Q0=1 Q1=0 ql=0 Q2=0 q2=0 Q3-0

на вхід С, перший тригер переключа­ється в одиничний стан, після чого до переключения готові вже два тригера оскільки на входах J і К другого кас­каду також " 1 "

Після другого імпульсу перший тригер

Q0=0 Ql=l ql=0 Q2=0 q2=0 Q3=0

знов переходить y нульовий стан і другий тригер тепер не готовий до переключення, знову готовий до пе­реключення тільки пертий каскади

Після надходження третього імпульсу

Q0=1 Ql = l ql=l Q2=0 q2=0 Q3=0

ситуація змінюється, па входах елеме­нта І дві одиниці, тому на йото виході Ql - логічна одиниця і до переключен­ня готові всі три перші каскади

Після надходження четвертого імпульсу

Q0=0 Q1=0 ql=0 Q2=l q2=0 Q3=0

переключаються зразу три гото­вих до переключення тригера

Для побудови даного лічильника використовувалися багато входові JK-тригери. З схеми видно, що із зростанням порядкового номера тригера збі­льшується число входів J і К до необхідних для організації схеми. Оскільки число входів тригера і його навантажувальна здатність обмежені, то розрядність лічильника з паралельним переносом звичайно не перевищує чоти­рьох. При побудові лічильників більшої розрядності розряди лічильника розбивають на групи по чотири тригера, і всередині коленої групи будують кола паралельного переносу.