Лекція №9. Лічильники.
Для фіксації кількості вхідних імпульсів, що рухаються по одній лінії, використовують лічильники. Вони проектуються на основі тригерів.
Бувають:
прості;
реверсивні.
Прості лічильники можуть бути лічильниками, що підсумовують, показники яких збільшуються на одиницю з приходом кожного наступного імпульсу та віднімаючими, тобто навпаки.
Реверсивні можуть працювати, як під віднімаючими.
Функціональна схема простого трьохрозрядного двійкового лічильника імпульсів з послідовним з’єднанням тригерів та комбінованих входів: R, S та T.
Мал. 135. Схема послідовного лічильника.
Мал. 136. Часова діаграма лічильника.
Імпульси подаються на лічильні входи Т, які з’єднують тригери. Вхід S не використовується, а вхід R служить для встановлення тригерів в стан 0 (скидання тригера). Так як сигнали знімають з прямих виходів Q1, Q2, Q3, а подають на інверсні входи, тригер являється інвертуючим, а входи інверсними.
Нехай в початковому стані всі тригери в 0. Перший вхідний імпульс переводить тригер Т1 в стан 1, на виході 001. З приходом на вхід другого імпульсу Т1 переходить в стан 0 і тригер Т2 переходить в стан 1 (код 010).
Таким чином рахування продовжується до тих пір, поки лічильник не відрахує max можливих для трьохрозрядного лічильника число 111. Восьмий імпульс переведе тригер Т1 в стан 0, імпульс переносу, виникаючий на виході Т1 переведе в стан 0 Т2, перенос з виходу Т2 переведе Т3 в стан 0. Лічильник повернеться в стан 000. Починаючи з дев’ятого імпульсу рахування повторюється.
|
Виходи тригерів |
Число |
|||
№ імпульсу |
T3 (Q3) |
T2 (Q2) |
T1 (Q1) |
Десяткове |
Двійкове |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
2 |
10 |
3 |
0 |
1 |
1 |
3 |
11 |
4 |
1 |
0 |
0 |
4 |
100 |
5 |
1 |
0 |
1 |
5 |
101 |
6 |
1 |
1 |
0 |
6 |
110 |
7 |
1 |
1 |
1 |
7 |
111 |
8 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Мал. 137. Таблиця переходів
лічильника.
Загальне число станів лічильника N називається модулем рахування, який визначають по формулі N=2n, де n - число тригерів.
Розглянутий лічильник - сумуючий.
Якщо з’єднати послідовно інверсні виходи тригера, то лічильник буде працювати як віднімаючий.
Мал. 138. Віднімаючий лічильник.
Розглянуті лічильники є послідовними. Характеризуються швидкодією. Вона обумовлена мінімальним часом між лічильними імпульсами Т лічильника, при якому забезпечується стійка робота лічильника Тліч = tі + nt3
де tі - тривалість імпульсу,
tз - час затримання одного тригера,
n - кількість тригерів.
Для збільшення швидкодії використовують паралельні лічильники, в яких лічильні імпульси поступають одночасно на лічильні входи всіх тригерів (розрядів).
Мал. 139. Паралельний лічильник.
Виходи Qі тригерів молодших розрядів підключають до входів всіх тригерів послідуючих розрядів. Лічильні Т - входи тригерів всіх розрядів з’єднані між собою і на них попадають одночасно лічильні імпульси.
При надходженні першого лічильного імпульсу тригер Т1 (перший розряд) переходить в стан 1 і на входи V2 тригер Т2 (другий розряд) передається дозволяючий рівень напруги. Другий лічильний імпульс повертає тригер Т1 в початковий стан, тригер Т2 переходить в стан 1 і на виході V3 тригера Т3 надходить дозволяючий рівень. Як і в послідовному трьохрозрядному лічильнику, восьмий лічильний імпульс повертає схему в початковий стан.
Швидкодія паралельного лічильника суттєво збільшується за рахунок того, що при надходженні лічильного імпульсу всі розряди лічильників спрацьовують одночасно
Тліч=tі+tз.