Счетчики.
Счетчик – последовательностная схема, предназначенная для подсчета числа импульсов, поступивших на их вход, и для формирования результата в каком-либо коде (чаще всего – двоичном).
Набор микроопераций реализуемых счетчиками:
Сброс счетчика: CT:=0
Начальная установка (или прием кода): CT:=x
Хранение результата: CT:=CT
Инвертирование содержимого счетчика: CT:= ┐CT
Счет
Прямой: CT:=CT+1
Обратный: CT:=CT–1
Выдача результата
В прямом коде: Y:=CT
В обратном коде: Y:= ┐CT
Классификация счетчиков.
По направлению счета:
Суммирующие (прямого счета).
Вычитающие (обратного счета).
Реверсивные (с изменением направления счета).
По организации процесса получения результата:
С последовательным переносом.
С параллельным переносом.
Со сквозным переносом.
С комбинированным переносом.
По использованной системе счисления:
Двоичные.
Не двоичные.
По наличию дополнительного синхросигнала:
Асинхронные.
Синхронные.
асинхронный: N+1
синхронный: N+3
Счетчики характеризуются модулем счета М – число импульсов на входе счетчика до его переполнения, равное числу внутренних состояний счетчика.
Параметры, характеризующие динамические свойства счетчиков
Время установления или время регистрации:
-
интервал от поступления импульса на
вход, до появления нового кода на выходе.
Время задержки переноса:
-
время от появления входного сигнала до
появления сигналов на входе всех
триггеров.
Минимальная длительность входного сигнала:
Минимальный период входного сигнала:
Максимальная частота работы счетчика:
Условное графическое обозначение:
Синхронный Асинхронный
|
S1 |
S0 |
Микрооперация |
|
0 |
0 |
Хранение |
|
0 |
1 |
+1 |
|
1 |
0 |
-1 |
|
1 |
1 |
Прием параллельного кода |
CI, C0 – вход и выход переноса.
Остальные входы и выходы аналогичны регистрам.
СТ2 – двоичный счетчик.
СТ2-10 – двоично-десятичный счетчик.
Двоичный счетчик с последовательным переносом.
Схема функционирует как суммирующий счетчик. Однако из-за задержек срабатывания триггеров наряду с правильными показаниями счетчика встречаются и ложные. Для получения правильных значений результат необходимо считывать после окончания всех переходных процессов. Для этого иногда вводят специальные стробирующие импульсы.
Параметры:
В двоичном счетчике период выходного сигнала каждого разряда в два раза длиннее периода предыдущего разряда. По этому счетчик используется в качестве делителя частоты. Для получения вычитающего счетчика на вход Т триггера необходимо завести прямой выход (а не инверсный) предыдущего разряда.
Особенности схемы:
Низкие аппаратурные затраты.
Низкое быстродействие в качестве счетчика.
Схема имеет наивысшее быстродействие в качестве делителя частоты.
Счетчик с параллельным переносом.
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Не изме- нилась |
Инверти ровалась | |||||
Из примера видно, что после прибавления 1 результат, сравнивая его с исходным кодом, делится на не изменившуюся часть и изменившуюся. В изменившейся части все разряды инвертированы. Отсюда получаем правило, что прибавление 1 равносильно инвертированию всех младших разрядов счетчика до первого 0 включительно. Выявить комбинацию все 1 в младших разрядах можно с помощью конъюнктора. Таким образом, каждый разряд дополняется конъюнктором, число входов которого равно числу входов младших разрядов.
Параметры:
|
Q0 |
Q1 |
Q2 |
Q3 |
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
импульс |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
импульс |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
и т.д. |
| |||
Схема счетчика имеет максимальное быстродействие, которое не зависит от числа разрядов.
Недостаток: дополнительные затраты в виде конъюнкторов, у которых с ростом числа разрядов увеличивается число входов и увеличивается нагрузка на выходы, особенно на первый разряд.
Условное графическое обозначение:
Это асинхронный счетчик
А это уже синхронный счетчик
Условное графическое обозначение:
