3.3.2 Счетчики со сквозным переносом

Как известно, триггер i-го разряда переключается, если (r-1)-й триггер к моменту поступления на его вход очередного сетного сигнала t_i-1, находился в единичном состоянии, т. е. имеет место . Поэтому с целью ускорения переноса можно входной сигнал Т'_i-1 пропустить на вход i-го триггера с помощью элемента И, минуя (i-1)-й триггер (рис. 3.30).

Т риггеры могут быть асинхронными и синхронными. Соответственно этому счетчики получаются асинхронными или синхронными. Счетчик на рис. 3.30 будет синхронным, если в качестве счетного входа использовать вход синхронизации С, показанный пунктиром.

Из временных диаграмм для асинхронного счетчика, Представленных на рис. 3.30,в, видно, что благодаря схеме переноса на входы второго, третьего и т. д. триггеров транзитом передается соответственно каждый второй, четвертый и т. д. входные импульсы.

При этом прохождение импульсов на вход последнего триггера задерживается на время переноса

Время установления счетчика

Принимая во внимание, что время задержки прохождения сигнала через ЛЭ И меньше, чем через триггер, выигрыш в быстродействии у счетчиков со сквозным переносом по сравнению со счетчиками с последовательным переносом очевиден. Однако здесь больше объем оборудования.

У синхронного счетчика со сквозным переносом счетным входом является объединенный вход синхронизации С всех триггеров, благодаря чему они переключаются одновременно. Информационный вход первого триггера становится входом разрешения режима счета Е (на рис. 3.30,а обозначение входов для данного варианта показано в скобках, а условное изображение приведено на рис. 3.30,). При Е'=0 все сигналы Т’₁=0, и счетчик находится в режиме хранения. При Е'=1 устанавливается режим счета.

Время переноса и время установления здесь такие же, как и у синхронного счетчика. Однако поскольку в асинхронном счетчике в течение всего времени Т_уст идет непрерывное (с задержкой t_зд.ср) переключение триггеров, то для съема информации необходимо дополнительное время, т. е. увеличение периода следования входных импульсов. В синхронном счетчике триггеры переключаются одновременно (по счетному импульсу) и лишь потом происходит перенос в цепи логических элементов. Значит, для съема информации дополнительного времени не требуется - можно использовать время Т_пер. В этом смысле быстродействие синхронного счетчика выше, чем асинхронного.

3.3.3 Счетчики с параллельным переносом

Для получения параллельного (одновременного) переноса используется то обстоятельство, что переключение триггера i-го разряда происходит тогда, когда перед поступлением очередного импульса на вход счетчика все триггеры младших разрядов находятся в единичном состоянии, т. Q’₀Q’₁…Q’_I-1=1. Поэтому сигнал на информационный вход каждого триггера можно вырабатывать путем конъюнкции выходных сигналов предыдущих триггеров.

Принцип построения и работы счетчика с параллельным переносом иллюстрирует рис. 3.31. Здесь показан наиболее распространенный вариант синхронного типа, использующий двухступенчатые JK-триггеры. Время установления счетчика

т. е. практически определяется его разрешающей способностью, со, обладая самым высоким быстродействием, он имеет один существенный недостаток - нерегулярность схем переноса. С ростом веса разряда число входов ЛЭ увеличивается. Поэтому большой разрядности прибегают к комбинированному переносу: параллельному внутри групп триггеров и последовательному или сквозному между группами.

В случае построения счетчика на JK-триггерах, имеющих несколько информационных входов, объединенных конъюнкцией, структура его упрощается - исключаются внешние элементы И (рис. 3.32). Кроме того, отказ от входа разрешения Е позволяет увеличить разрядность счетчика на единицу без увеличения информационных входов триггеров.

С целью увеличения разрядности счетчики можно соединять последовательно. Для этого используется сигнал переноса CR' который для последующего счетчика является счетным. Вырабатывается он с помощью стробируемого входным импульсом дешифратора старшего (пятнадцатого) состояния. Обозначение «>15» говорит о том, что сигнал переноса появляется в промежутке после окончания 15-го счетного импульса до поступления очередного - нулевого (рис. 3.32,6).

Счетчики с параллельным переносом, выполняемые в виде ИС, обычно имеют дополнительные входы для предварительной записи информации. Например, в четырехразрядном реверсивном счетчике 133ИЕ7 (рис. 3.33) такая запись осуществляется с помощью входов D_i при подаче сигнала С'=0. Реверсивный режим достигается известным способом (рис. 3.29): каждый триггер для своих сигналов Q' и не имеет мультиплексор, который управляется сигналами, подаваемыми на входы +1 и -1, выход Q или со счетным входом следующего триггера. Для наращивания разрядности в режиме вычитания имеет выход заема «<0», на котором сигнал появляется в интервале.

П осле окончания последнего (нулевого) счетного импульса до поступления очередного (пятнадцатого). Формируется он дешифратором нулевого состояния счетчика.