1.3.3Синхронные счетчики
Синхронные (или параллельные) счетчики представляют собой наиболее быстродействующую разновидность счетчиков. Наращивание их разрядности при соблюдении определенных условий не приводит к увеличению полной задержки срабатывания. То есть можно считать, что именно синхронные счетчики работают одновременно, параллельно. Задержка срабатывания счетчика в этом случае примерно равна задержке срабатывания одного триггера. Достигается такое быстродействие существенным усложнением внутренней структуры микросхемы.
Рисунок 1.3.3 Временная диаграмма работы синхронных двоичных счетчиков
Вместе с тем недостатком синхронных счетчиков является более сложное управление их работой по сравнению с асинхронными счетчиками и с синхронными счетчиками и с синхронными счетчиками с асинхронным переносом. Поэтому синхронные счетчики целесообразно применять только в тех случаях, когда действительно требуется очень высокое быстродействие, очень высокая скорость переключения разрядов. Иначе усложнение схемы управления может быть не оправдано.
Временная диаграмма работы синхронного счетчика (рис. 1.3.3) отличается от временной диаграммы синхронного счетчика с асинхронным переносом способом формирования сигнала переноса, используемого при каскадировании счетчиков для увеличения разрядности. Сигнал переноса CR (от английского Carry) вырабатывается в данном случае тогда, когда все выходы счетчика устанавливаются в единицу (при прямом счете) или в нуль (при обратном, инверсном счете). Входной тактовый сигнал в образовании сигнала переноса при этом не участвует.
1.4Преобразователи кодов
Микросхемы преобразователей кодов (английское Converter) служат для преобразования входных двоичных кодов в выходные двоично-десятичные и наоборот — входных двоично-десятичных кодов в выходные двоичные. Они используются довольно редко, так как применение двоично-десятичных кодов ограничено узкой областью, например, они применяются в схемах многоразрядной десятичной индикации. К тому же при правильной организации схемы часто можно обойтись без преобразования в двоично-десятичный код, например, выбирая счетчики, работающие в двоично-десятичном коде. Преобразование двоично-десятичного кода в двоичный встречается еще реже.
На схемах микросхемы преобразователей обозначаются буквами X/Y (рисунок 1.4.1). В отечественных сериях преобразователи имеют обозначения ПР.
Кроме того, надо учесть, что любые преобразования параллельных кодов, даже самые экзотические, могут быть легко реализованы на микросхемах постоянной памяти нужного объема. Обычно это намного удобнее, чем брать стандартные микросхемы преобразователей кодов.
Рисунок 1.4.1 - Условно-графическое отображение преобразователя кодов
К построению преобразователя кодов можно подойти с двух позиций. При первом подходе преобразователь реализуется как система булевых функций группы аргументов и простейшим способом построения схемы является синтез обычными методами нужного количества одновыходных функций. Дня получения более оптимального решения выявляют общие логические фрагменты, входящие в формулы нескольких выходов, и эти фрагменты реализуются лишь один раз, т.е. проводится совместная минимизация нескольких функций.
При втором подходе к построению преобразователя кодов он трактуется как пара декодер-кодер. Число входов дешифратора равно числу входов преобразователя, число выходов шифратора - числу выходов преобразователя. Часть выходов декодера и входов кодера могут не использоваться. Если нескольким входным комбинациям соответствует одна и та же выходная, то соответствующие выходы декодера объединяют на элементе ИЛИ и её выход соединяют с нужным входом кодера. Эффективно стыкуются друг с другом декодер и кодер, построенные на элементах ИЛИ-НЕ: первый имеет инверсный выход, а второй - инверсный вход.