17.6.3 Реверсивные счетчики

Микросхемы ИЕ6, ИЕ7 (серии К155, К555 и КР1533). Микросхема ИЕ6–синхронный реверсивный четырехразрядный двоично-десятичный счетчик, ИС ИЕ7 отличается лишь тем, что считает до 16. Оба счетчика работают в коде 1-2-4-8, у обеих микросхем одинаковая цоколевка, их условное графическое изображение приведено на рисунке 17.25.

В качестве примера рассмотрим функционирование ИС К555ИЕ7. К исходному нулевому состоянию счетчик приводится при подаче на асинхронный вход R уровня лог. 1, при этом одновременно запрещается счет импульсов: Y1: Сч (4):= 0.

Входы «+1», «–1» – счетные входы для выполнения операций суммирования или вычитания соответственно:

+ 1: Y2: Сч (4): = Сч (4) + 1,

1: Y2: Сч (4): = Сч (4) – 1.

Причем, при отсутствии какого-либо из управляющих сигналов, на вход должен быть подан высокий уровень напряжения. При подаче на вход «+1» тактовых импульсов на выходах счетчика Q1, Q2, Q3, Q4 образуется двоичный код 1-2-4-8. За 16 тактовых импульсов счетчик приходит в состояние от 0 – 0000 до 15 – 1111. Когда все триггеры находятся в единичном состоянии, то очередной шестнадцатый тактовый импульс (низкий уровень сигнала) проходит на выход переноса (P ³ 15 вывод ).

Входы D1, D2, D4, D8 предназначены для записи в счетчик параллельного четырехразрядного управляющего кода, запись кода ведется при поступлении на вход синхронизации C сигнала низкого уровня. В счетчике реализуется микрооперация присвоения:

Y4: Сч(4): = Di,

где Di – четырехразрядный двоичный код.

При выполнении микрооперации установки на входах «+1», «–1» должны быть установлены высокие уровни сигналов. Пример временной диаграммы работы счетчика приведен на рисунке 17.26.

Рисунок 17.25 – Условное графическое

обозначение ИС ИЕ6 и ИЕ7

Импульс начальной установки, поданный на вход R, приводит все триггеры в исходное нулевое состояние. Переведем счетчик в режим суммирования, для чего на вычитающий вход «–1» и вход синхронизации C подадим высокие уровни, а тактирующие импульсы будем подавать на «+1». Четыре входных импульса выставят на выходе счетчика двоичный код 0010 (Q1-Q2-Q3-Q4). Пусть в это время на информационных входах D1, D2, D4, D8 предварительно установлен какой-либо двоичный код, например, 0111 (14 – в десятичном исчислении).

При высоких уровнях напряжения на входах «+1», «–1» подадим на вход C короткий импульс низкого уровня, с помощью которого входная информация переписывается в триггеры счетчика. Счетчик из состояния 0010 перейдет в состояние 0111. Продолжим подавать тактирующие импульсы на вход «+1». Следующий импульс переведет счетчик в состояние 1111 (15), а очередной (шестнадцатый) возвратит все триггеры счетчика в нулевое состояние.

Рисунок 17.26 – Временная диаграмма работы микросхемы ИЕ7

При этом на выходе переноса (выход 12–³15) сформируется импульс низкого уровня, как показано на временных диаграммах (рисунок 20.26). Дальнейшее поступление тактирующих импульсов будет увеличивать двоичный код счетчика. После четвертого импульса прекратим подачу суммирующих импульсов и начнем подавать их на вычитающий вход «–1». Двоичный код счетчика будет уменьшаться (Q1-Q2-Q3-Q4): 4–0010, 3–1100, 2–0100, 1–1000, 0–0000. В это время на выходе 13 (заем– 0) появится входной тактирующий импульс низкого уровня. Затем вычитание продолжится: 15–1111, 14–0111 и т.д. Предельная частота тактирования микросхем ИЕ6, ИЕ7 серии К155 –15МГц, серии К555 – 25 МГц. Для счетчика К155ИЕ6 временная диаграмма подобна рассмотренной, за исключением предела счета. Для получения большей разрядности счетчики можно включать последовательно, используя входы переноса и заема (рисунок 17.27).

Рисунок 17.27 – Наращивание разрядности счетчиков

К555ИЕ6, К555ИЕ7

Микросхема К564ИЕ11 – четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик (рисунок 17.28, а). Он состоит из четырех разрядов D-триггеров и позволяет производить сложение и вычитание двоичных чисел. Для управления операцией «суммирование-вычитание» служит вход  1. При подаче на него уровня лог. 1 счетчик производит сложение последовательности импульсов, подаваемых на тактовый вход С. При подаче на вход  1 уровня лог. 0 счетчик производит вычитание из числа, записанного в счетчике, последовательности импульсов подаваемых на вход С. Переключение триггеров в счетчике происходит по положительному фронту.Изменение направления счета допускается при любом состоянии счетчика при условии, что уровень сигнала на входе С имеет уровень лог. 1. Запись числа во все триггеры по входам D происходит параллельно при поступлении на вход Е («разрешение установки») высокого уровня. Счетчик приводится к исходному состоянию с помощью сигнала высокого уровня на входе R независимо от сигналов на других управляющих входах. Вход Р0 и выход переносов Р имеют низкие активные уровни.

Микросхема К564ИЕ14 – двоичный двоично-десятичный реверсивный счетчик (рисунок 17.28, б). Счетчик работает аналогично ИС К564ИЕ11, за тем исключением, что в ИС К564ИЕ14 отсутствует вход R, а добавлен вход управления двоичным или двоично-десятичным (2/10) счетом.

а − К561ИЕ11; б − К564ИЕ14

Рисунок 17.28 − Условное графическое изображение ИС

В режиме двоичного счета на вход 2/10 подается напряжение высокого уровня, а в режиме двоично-десятичного счета – напряжение низкого уровня.