1.4 Двійково-десяткові коди і двійково-десяткові лічильники

Лічильники з довільним порядком лічення відрізняються від лічильників з природним порядком лічення тим, що з приходом чергового вхідного сигналу k десятковий номер їх внутрішнього стану змінюється на значення, відмінне від одиниці. Причини, що спонукають використання таких лічильників, такі:

– можливість спрощення схеми дешифратора станів лічильника;

–можливість відрізнення всіх довільних станів лічильника взагалі без дешифратора (наприклад, в лічильниках з унітарним кодуванням – кільцевих регістрах, в яких циркулює всього одна одиниця);

– принципова можливість повного усунення критичних змагань в лічильнику при використанні сусіднього циклічного кодування станів.

В лічильниках з природним порядком лічення при переході від одного

двійкового числа до сусіднього більшого чи меншого двійкового числа

може виникати зміна цифр одночасно в декількох розрядах. Це інколи приводить до значних помилок при знятті закодованих кутових та лінійних переміщень.

Ефективним засобом боротьби з помилками такого роду є використання спеціальних кодів, які називають відбитими (рефлексними). Відмінна особливість цих кодів полягає в тому, що сусідні кодові набори різняться цифрою тільки в одному розряді.

В лічильниках з сусіднім кодуванням будь-які два послідовні стани будуть відрізнятися тільки в одному розряді. Послідовні стани таких лічильників відтворюються на діаграмі Вейча переміщенням з будь-якої її клітинки в будь -яку сусідню (суміжну) з нею. Як приклад сусіднього кодування на діаграмі Вейча (рис. 1.3) показано зміну станів у чотирирозрядному лічильнику, працюючому в широко відомому в техніці коді Грея, що легко перетворюється в двійковий код. Для даного лічильника можна представити 2⁴ варіантів сусіднього кодування.

Для зручності сприймання людиною-оператором цифрова вимірювальна інформація має бути представлена в десятковому коді. В цьому випадку для передачі, обробки та зберігання даних звичайно використовують двійково-десяткові коди, які легко перетворюються в десятковий код та просто реалізуються технічними засобами.

1.5 Організація перенесень між десятковими розрядами в двійково- десяткових лічильниках

Всі лічильники рахують по позитивному фронту тактового сигналу, всі мають вихід перенесення CR і входи розширення для того, щоб здійснити каскадування. Всі лічильники мають можливість паралельного запису інформації. Лічильники ИЕ9 і ИЕ10 відрізняються один від одного тільки тим, що ИЕ9 — двійково-десятковий, а ИЕ10 — двійковий. Мікросхеми мають вхід асинхронного скидання -R, по нульовому рівню на якому всі виходи лічильника скидаються на нуль. Рахунок (тільки прямою) проводиться по позитивному фронту на тактовому вході С. Паралельний запис здійснюється синхронно, по позитивному фронту на тактовому вході С при встановленому на нуль сигналі дозволу запису -EWR. Сигнали ЕСR (Enable Carry — дозвіл перенесення) і ЕСТ (Enable Count — дозвіл рахунку) використовуються при каскадуванні мікросхем. Різниця між цими сигналами в тому, що сигнал ЕСR не тільки забороняє рахунок, як сигнал ЕСТ, але ще і забороняє вироблення сигналу перенесення CR. Рахунок йде при одиничних сигналах на обох входах ЕСТ і ЕСТ і при одиничному сигналі на вході -EWR. Позитивний сигнал перенесення CR виробляється при максимально можливому коді на виходах лічильника (15 для ИЕ10 і 9 для ИЕ9) і при позитивному сигналі на вході ЕСR.

Лічильники ИЕ12 (двійково-десятковий) і ИЕ13 (двійковий) відрізняються від ИЕ9 і ИЕ10 тим, що вони реверсивні, тобто допускають як прямий, так і зворотний рахунок. Крім того, у них дещо інше управління. Рахують вони також по позитивному фронту тактового сигналу С при нульовому рівні на вході дозволу рахунку ЕСТ.

Прямий рахунок здійснюється при нульовому рівні на вході управління U/D, зворотний — при одиничному рівні на вході U/D.

Перемикання рівнів на входах U/D і ЕСТ допускається тільки при позитивному сигналі на тактовому вході С.

Скидання лічильників ИЕ12 і ИЕ13 на нуль не передбачене, але є можливість асинхронного паралельного запису інформації по нульовому рівню сигналу паралельного запису -WR.Позитивний сигнал на виході паралельного перенесення CR з'являється досягши максимального коду (15 для ИЕ13 і 9 для ИЕ12) при прямому рахунку або досягши нульового коду при зворотному (інверсному) рахунку. Є також вихід послідовного перенесення Р, негативний імпульс на якому виробляється при позитивному сигналі CR і повторює негативний імпульс на тактовому вході С.

Двійково-десяткові лічильники, кінцевий код на виході яких не перевищує максимального двійково-десяткового числа, можливого при даній кількості розрядів. Наприклад, 4-розрядний двійково-десятковий лічильник в режимі прямого підрахунку буде рахувати від 0 (код 0000) до 9 (код 1001), а потім знову від 0 до 9. А 8-розрядний двійково-десятковий лічильник буде рахувати від 0 (код 0000 0000) до 99 (код 1001 1001). При інверсному підрахунку двійково-десяткові лічильники рахують до нуля, а з наступним вхідним імпульсом переходять до максимально можливого двійково-десяткового числа (тобто 9 для 4-розрядного лічильника, 99 для 8-розрядного лічильника). Двійково-десяткові лічильники зручні, наприклад, при організації десяткової індикації їх вихідного коду. Застосовуються вони набагато рідше за звичайні двійкові лічильники.

Негативний сигнал перенесення -CR (синхронний) виробляється при досягненні на виходах лічильника максимального коду (15 для ИЕ7 або 9 для ИЕ16) при прямому рахунку або нульового коду при зворотному рахунку. Можливості використання синхронних (паралельних) лічильників дуже широкі. Достатньо сказати, що вони без жодних проблем можуть замінити у всіх схемах як асинхронні (послідовні) лічильники, так і синхронні лічильники з асинхронним (послідовним) перенесенням. При необхідності досягнення максимальної швидкодії вони мають великі переваги в порівнянні зі всіма іншими лічильниками.