Счетчики.

Счетчиком называется устройство, предназначенное для подсчета числа импульсов. Их широко применяют в различных областях радиотехники, прикладной электроники и вычислительной техники.

Основными характеристиками счетчика являются быстродействие и информационная емкость. Быстродействие определяется двумя параметрами: максимальной частотой счета f_сч и временем установления t_уст, равным временному интервалу между поступлением последнего импульса счета и моментом установления выходного кода.

Информационная емкость определяется модулем счета m, равным максимальному числу импульсов, которое может сосчитать счетчик.

Двоичным называется счетчик, у которого модуль счета равен целой степени двух, а выходной код N представляет собой число в двоичной системе счисления.

Среди счетчиков, модуль которых отличен от 2ⁿ, наиболее распространены десятичные счетчики, имеющие m = 10ⁿ. Они позволяют представить результат счета в привычной для человека десятичной системе счисления.

Как правило, в счетчиках предусматривается микрооперация "установка 0", выполняемая при подаче управляющего сигнала на установочный вход R и состоящая в переходе счетчика из любого текущего состояния в начальное (состояние 0).

По своему назначению счетчики делятся на суммирующие, вычитающие и реверсивные. В суммирующем счетчике единичный сигнал на входе увеличивает значение кода на единицу, а в вычитающем счетчике уменьшает код на единицу; реверсивный счетчик в зависимости от управляющих сигналов может работать либо как суммирующий, либо как вычитающий. Наличие выходов, сигналы на которых указывают возникновение ситуации переполнения, позволяет соединять счетчики, увеличивая их информационную емкость.

Условное графическое обозначение простейшего двоичного счетчика представлено на рисунке 10.

CT Q

Рисунок 10. Условное графическое обозначение

простейшего двоичного счетчика.

Счетчики с параллельным вводом слова.

Такие устройства совмещают в себе функции счетчика и параллельного регистра. В таких счетчиках параллельный ввод слова может быть синхронным или асинхронным. В синхронном счетчике запись информации производится под управление синхроимпульса, подаваемого на вход синхронизации.

Делители частоты.

Простейший делитель частоты получается на основе счетчика. Если за вход делителя принять счетный вход счетчика, а за выход - один из его информационных выходов, то получается делитель с коэффициентом деления k = 2ⁱ, где i номер разряда счетчика, с которого берется выходной сигнал.

f_вых = f_вх / k.

Изменение модуля счета счетчиков.

Рассмотрим пример синтеза схемы с коэффициентом пересчета к = 5.

Счетчик имеет следующие состояния:

Q4	Q3	Q2	Q1	Состояние
0	0	0	0	"0"
0	0	0	1	"1"
0	0	1	0	"2"
0	0	1	1	"3"
0	1	0	0	"4"
0	1	0	1	"5"

При состоянии 101 - "5" счетчик должен вернуться в исходное состояние "0" и цикл счета повториться заново.

Для этого необходимо сигналы с выходов Q1 и Q3 подать на логический элемент И, на выходе которого вырабатывается сигнал "1" необходимый для сброса счетчика в "0", который появляется при появлении комбинации сигналов 101 на выходах счетчика, т. е. Q1 = 1 и Q3 = 1. Схема счетчика и временная диаграмма его работы с измененным модулем счета на 5 изображены на рисунке 11.

Обобщая сказанное выше можно сформулировать правило изменения модуля счета для любого случая. Для этого необходимо на входы логического элемента И (И-НЕ если вход R счетчика инверсный) подать сигналы с тех выходов счетчика, сумма весов которых составляет новый модуль счета счетчика, а выход ЛЭ соединить с входом R счетчика.

CT Q