Недвійкові лічильники

Для багатьох електронних пристроїв необхідні лічильники з модулем пе­рерахунку, відмінним від цілої міри двійки. Для електронного годинника.

Наприклад, можуть бути потрібні лічильники з коефіцієнтами перерахунку 2, 6. 4. 10, 24 і т.д. В ЕОМ лічильники застосовуються для завдання сітки тактових частот машини.

Принцип побудови лічильників з К≠2ⁿ полягає у виключенні зайвих стійких станів у двійкового лічильника з К = 2ⁿ.

Для реалізації даного принципу використовуються наступні основні ме­тоди:

1. метод штучного обнуління, де використовується примусове скидання лічильника у вихідний стан при досягненні їм числа Кпер.

2. початкова установка коду, тобто доповнення до модуля числа різниці між двійковим модулем і заданим.

Розглянемо порядок за яким виконується синтез лічильників обома ци­ми методами.

Перший спосіб: побудувати лічильник з заданим Кпер

1. Визначаємо число М = 2ⁿ найближче більше до К_пер

2. Визначаємо кількість тригерів n = log₂М

3. Будуємо схему двійкового лічильника з кількістю тригерів - n

4. На виходах відповідних розрядів записуємо дв. число, значення якого відповідає Кпер

5. Виходи тригерів на яких записані 1 під’єднуємо до входів елемента і, вихід якого підключаємо до входів R тригерів.

Приклад: К_пер =10

1. Визначаємо число М = 2", М=16..

2. Визначаємо кількість тригерів -п = ^216 = 4

3. Будуємо схему двійкового 4-розрядного лічильника (рис. 6.6)

Рисунок 6.6

4. На виходах схеми лічильника записуємо К_пер -10-1010(2)

5. Виходи тригерів на яких "1" під'єднуємо до I, а вихід його до входів R.

Другий спосіб вимагає Т-тригерів з асинхронним входом S (рис. 6.7).

Рисунок 6.7

1. Визначаємо кількість тригерів як у першому способі n =_log2M і буду­ємо схему двійкового лічильника на n тригерів.

2. Визначаємо різницю S = М - Кпер.

3. На входах 5 записуємо двійкове число, значення якого відповідає 8

4. Вихід старшого розряду під'єднуємо до входів 8 на яких записані 1.

Складемо схему лічильника: К_пер=10 .

1. Визначаємо кількість тригерів - її = 4.

2. Будуємо схему двійкового 4 розрядного лічильника.

3. Визначаємо S= 16-10=6, в двійковій формі S=0110.

4. Записуємо двійкове число S на входах S тригерів схеми лічильника.

5. Під'єднуємо вихід Q3 входів S тригерів другого і третього каскаду.

Imc лічильників

Лічильники різних типів ви­пускають в інтегральному вико­нанні; вони можуть містити ще деякі додаткові пристрої, на­приклад регістри, дешифратори.

Наведемо функціональні по­значення деяких лічильників у мікросхемному виконанні, які найчастіше застосовують. Мік­росхема К555ИЕ5 - це чотири-розрядний двійковий лічильник суми (рис. 6.8, а).

Рисунок 6.8.а

Перший тригер лічильника всередині мікросхеми не з'єднаний з іншими, тому його в разі потреби мо­жна використати незалежно. Щоб мікросхема функціонувала як чотири розрядний двійковий лічильник, треба вихід першого тригера з'єднати зовні з входом С2 (пунктир на рисунку). Лічильним є вхід СІ. Входи R1 і R2. — входи встановлення в початковий нульовий стан усіх тригерів лічильника. Входи R1 і R2 у більшості випадків треба з'єднувати. Керуючим сигналом для цих входів є одиничний, отже вихідний стан цих входів повинен мати рівень логічного нуля. Максимальна тактова частота 10 МГц, споживаний струм 53 мА.

Мікросхема К555ИЕ7 (рис.6.8,б) містить чотири розрядний двійковий реверсивний лічильник і запам'ятовуючий чотири розрядний регістр. Роз­глянемо призначення входів мікросхеми. Входи D0...DЗ -- входи чотири розрядного паралельного регістра. Інформація записується в регістр, якщо на вхід буде подано дозвіл паралельного записування РЕ рівня логічного нуля. R- вхід встановлення виходів лічильника в нульовий стан; «+1» - лічиль­ний вхід лічильника в режимі підсумовування; «-1» - лічильний вхід лічиль­ника в режимі віднімання.

Рисунок 6.8.б

Виходи «≤15» і «≥0» використовують для з'єднання лічильників, якщо в режимі підсумовування будуть двійкові числа більші від 15, а в режимі від­німання двійкові числа менші від 0.

У режимі віднімання треба спочатку записати на вхід лічильника те двійкове число, з якого послідовно відніматиметься одиниця. Двійкове чис­ло, подане на входи D0…D3, буде записане в регістр лічильника в момент подання нульового потенціалу на вхід "РЕ". Макси­мальна тактова частота 25 МГц, споживаний струм 102 мА. Для збільшення розрядності розгля­нутих лічильників використову­ють схему каскадного з'єднання (рис. 6.9).

Рисунок 6.9

Аналогічно працюють мікро­схеми, які мають двійково-десяткові реверсивні лічильники (наприклад, К555ИЕ6). Відмінність від роз­глянутого вище двійкового лічильника в тому, що максимальне число імпуль­сів яке може полічити такий лічильник, дорівнює 1001(2) - 9(Ю). Після десятого імпульсу виходи лічильника автоматично переходять у нульовий стан.