5.8.3. Кільцеві лічильники

На базі регістрів зсуву можуть бути реалізовані так звані кільцеві лічильники шляхом охоплення додатним зворотним зв`язком виходу Q_n-1 останнього тригера із D-входом першого тригера (рис. 5.53).

Коефіцієнт підрахунку кільцевого лічильника дорівнює кількості тригерів, замкнутих в кільце. Недоліком такого лічильника є можливість виникнення збоїв у кільці, які жодним способом не можна виявити під час роботи. Для уникнення можливих збоїв застосовують спеціальні елементи, наприклад, схеми збігу (рис. 5.54). Тільки після обнуління усіх тригерів кільця на виході

Р ис. 5.53 – Схема (а) та часова діаграма (б) роботи кільцевого лічильника

схеми збігу – елемента n АБО-НЕ можлива поява логічної одиниці, яка в подальшому циркулюватиме в кільці. Коефіцієнт підрахунку такого лічильника дорівнює

Рис. 5.54 – Схема кільцевого лічильника із захистом від збоїв кількості тригерів плюс одиниця n+1.

Суттєво збільшити (у два рази при тій самій кількості тригерів) коефіцієнт підрахунку лічильника дає можливість використання кільцевого лічильника Джонсона, в якому загальний зворотний зв`язок уводиться з інверсного виходу останнього тригера до інформаційного входу першого (рис. 5.55.а).

Як показує аналіз часової діаграми роботи (рис. 5.55.б) і таблиці істинності (рис. 5.55.в) нв регістрі лічильника спочатку наростає хвиля одиниць (для перших п`яти імпульсів), а потім – хвиля нулів (для наступних п`яти імпульсів).

Ці процеси повторюються періодично. Після асинхронного скиду усі процеси в лічильнику Джонсона повторюються.

Рис. 5.55 - Лічильник Джонсона – схема (а), часова діаграма роботи (б) та таблиця істинності (в)

5.9. Лічильники

Лічильники класифікують як двійкові, десяткові; асинхронні, синхронні; реверсивні; з довільним модулем лічби.

Лічильник – це функціональний пристрій призначений для підрахунку числа імпульсів, які надійшли на його вхід і фіксації цього числа на його регістрі у вигляді коду.

Використання: в ЦВП, обчислювальній, побутовій техніці, метрологічних пристроях.

Лічильник – це скінчений автомат, стан якого визначається тільки кількістю логічних 1, які надійшли на його вхід. Складається з кількох тригерів, певним чином з’єднаних між собою. Виходи тригерів являють собою вихідний регістр лічильника, на якому фіксується код.

Модуль лічби – основний параметр лічильника (коефіцієнт підрахунку).

М1  2^m , m – число розрядів лічильника – число стійких внутрішніх станів, в тому числі 0000.

Заданий модуль лічби М_л: m - кількість необхідних тригерів m=int

На виході лічильника частота в 2^m разів менша від вхідної f, тобто лічильник може використовуватись, як подільник f на число, рівне модулю його лічби.

Класифікація лічильників.

В залежності від М_л лічильники є двійкові (М_л=2^m), двійково-десяткові, з довільним модулем М_л2^m.

Лічильники можуть бути асинхронні, синхронні, з потенціальним або імпульсним записом інформації.

За цільовим призначенням: прості – підсумовувальні, віднімальні, реверсивні. Відповідно, прямий, зворотний підрахунок числа імпульсів. Перенос в старший розряд в лічильниках: послідовний, паралельний, послідовно-паралельний.

Послідовний перенос: вхідний імпульс подається тільки на синхровхід першого підраховувального каскаду, а на на входи наступних підраховувальних каскадів (тригерів) - з виходів попереднього.

Паралельний перенос: одночасно на входи всіх тригерів.

Послідовно-паралельний перенос: послідовне з’єднання паралельних лічильників (корпусів лічильників, всередині яких здійснюється паралельний перенос).

Роздільна здатність – мінімальний період проходження вхідного сигналу, при якому забезпечується надійна робота лічильника.

Час реєстрації – максимальний часовий інтервал між моментом закінчення передачі вхідного сигналу та моментом встановлення його на регістрі лічильника.

Послідовний лічильник (рис. 5.56).

Р ис. 5.56 – Схема (а) та часова діаграма роботи (б) послідовного трирозрядного лічильника

В підсумовувальному послідовному (асинхронному) лічильнику перед початком роботи здійснюється скид.

На JК-тригерах: при J=К=1; =1; R=0. (серійні мікросхеми двійково-десяткового К155ИЕ2 та двійкового К155ИЕ5 лічильників).

Віднімальний послідовний лічильник

	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Q0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0
Q1	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1
Q2	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1

Невелика швидкодія послідовного лічильника

Паралельні лічильники

Підсумовувальний (велика швидкодія)

Реверсивні лічильники паралельні

Реверсивні лічильники паралельні

≤ 0

Каскадування РЛ (ліч.)

Призначення виводів. Робота ліч

Лічильники з довільним модулем лічби

Блокування переносу : із двійкового зробити двійково-десятковий.

Аналогічно для будь-якого модуля лічби