4.9. Счетчики с некратным коэффициентом деления

Очень часто на практике требуемый коэффициент деления счета отличается от или 10. В этом случае используются счетчики с необходимым коэффициентом деления. Если используется n триггеров на возможных состояний, то за счет введения обратных связей, можно часть лишних состояний исключить и получить численный коэффициент .

Схема с коэффициентом счета М = 5 имеет следующий вид (рис. 4.13).

Рис. 4.13

Синхронный счетчик с коэффициентом счета М = 11 представлен на рис. 4.14.

Рис. 4.14

Счетчик на «D»-триггерах КМОП изображен на рис. 4.15 (М = 3).

Рис. 4.15

Счетчик-делитель частоты на «6» показан на рис. 4.16.

Рис. 4.16

Разработка счетчиков направлена в основном на увеличение их быстродействия. У современных счетчиков максимальная частота переключения достигает десяти гигагерц и выше.

5. Регистры

Регистр – это устройство, предназначенное для кратковременного хранения и обработки многоразрядных двоичных чисел. Для осуществления различного вида операций используются дополнительные узлы, которые позволяют производить ввод и вывод из регистра хранимой информации, сдвиг влево или вправо кода числа или преобразование кода, преобразование последовательного кода числа в параллельный и наоборот. По способу ввода и вывода информации регистры подразделяются на параллельные (регистры хранения) и последовательные (регистры сдвига), могут быть также параллельно-последовательные регистры.

По виду вводимой и выводимой информации регистры подразделяются на 2 типа: однофазные и парафазные. В регистрах однофазного типа информация вводится в прямом либо в обратном коде, в парафазных – одновременно как в прямом, так и в обратном кодах. Могут быть одноканальные и многоканальные регистры, что определяется числом источников информации.

Для хранения информации используются триггеры различного вида, а вспомогательные устройства строятся на основе комбинационных схем.

5.1. Регистры хранения

Р

Рис. 5.1

егистр хранения предназначен для хранения n-разрядного слова. Его можно построить на синхронных RS-триггерах (рис. 5.1). Обьединение входов “R”образует шину установки “0”. Для этого необходимо уровень логической единицы подать на вход “C” и “R” одновременно. Прием информации осуществляется с помощью коньюнкторов, выходы которых соединены со входами S-триггеров.

Перед приемом информации регистр устанавливается в состояние “0”. Затем принимаемый код подается на входы . После этого подается сигнал на шины “П” и “C” одновременно. В тех разрядах, где = 1, триггеры устанавливаются в единичное состояние, там где = 0, состояние триггеров не изменяется. Для осуществления операции “Выдача” используют коньюнкторы, подключенные к прямым выходам триггеров. Вторые входы коньюнкторов обьединены шиной выдачи “B”. Подавая сигнал на вход “Преобразование”, получим на выходе коньнкторов, подключенных к инверсным выходам триггеров, обратный код.

Часто более выгодно использовать в регистрах парафазный прием и выдачу информации. В этом случае не требуется предварительной установки в “0” элемента хранения. Принцип парафазной передачи информации можно пояснить с помощью рисунка 5.2. Для приема информации необходимо подать сигнал на шины “C1” и “П”. Для хранения кода в триггере Т1 достаточно исключить подачу сигнала по шине “П”. Для передачи кода с триггера Т1 в триггер Т2 необходимо подать сигнал разрешения на шину “C2”.

Рис. 5.2

Параллельный регистр хранения на “D”-триггерах реализуется следующим образом (см. рис. 5.3).

Рис. 5.3

Параллельный код подается на входы D1…D4. Такой регистр предназначен для записи и хранения информации в двоичном параллельном коде. Записанное значение кода будет изменяться при подаче нового кода на входы D1…D4 и одновременно импульса записи на вход “С”.