2.2. Специальные счетчики и делители

Особенность этих устройств состоит в том, что для выходного сигнала они имеют единственный вывод (хотя могут иметь и дополнительные выходы для каскадирования и т.п.). Основной функцией специальных счетчиков является выделение нужного числа импульсов из серии постоянной длины. Среди микросхем семейства ТТЛ в законченном виде выпускался только счетчик К155ИЕ8 (К импульсов из 64). В нем установка двоичного кода количества импульсов производится в режиме загрузки, имеются выходы и входы для каскадирования. Подробно функционирование ИЕ8 описано в /5/.

Делители предназначены для деления числа входных импульсов или частоты их следования на заданный коэффициент. Среди микросхем семейства ТТЛ в законченном виде выпускаются К555ПЦ1 (в 2^N раз, где N = 2…31) /6, 9/. В семействе КМОП есть программируемые делители на счетчиках Джонсона К561ИЕ19 и 564ИЕ19 с К_дел от 3 до 21327 /10/. Однако в большинстве случаев делители строят на основе двоичных счетчиков: полных или специальных.

Рассмотрим реализацию делителей на полных счетчиках. Коэффициент деления К_дел может иметь постоянное или переменное, т.­е. программируемое, значение. Делители с переменным К_дел управляются от внешних устройств, задающих коэффициент деления, а делителям с постоянным коэффициентам он задается путем соответствующей коммутации входов и выходов. Делители на полных счетчиках могут быть построены по различным схемотехническим вариантам, например, с предварительной установкой исходного состояния, от которого счет ведется (вверх или вниз) до переполнения счетчика, либо с установкой заданного конечного состояния, до которого, начиная с нулевого, ведется счет входных импульсов, после чего результат сбрасывается и начинается новый счетный цикл. Последняя схема может использоваться не только в делителях, но и в узлах счета импульсов по основанию К_дел, тогда как счетчик с предустановкой исходного состояния выдает в ходе счета коды, не соответствующие количеству поступивших импульсов, а, следовательно, для счета использоваться не может. В счетчиках с предустановкой исходного состояния результирующий сигнал снимается с выхода переполнения, а в счетчиках со сбросом – с выхода дешифратора (компаратора) состояний – дополнительной схемы, выявляющей граничное состояние счетчика. Некоторые микросхемы счетчиков имеют для выполнения функции начальной установки встроенные элементы И (например, К555ИЕ5), что позволяет строить делители со сбросом без дополнительных элементов только с помощью обратных связей /10/. Делители с переменным К_дел и установкой заданного конечного состояния включают в себя, помимо счетчика, компаратор кодов, на входы которого подают выходной код счетчика и опорный код А= К_дел, а выход подключают к R-входу счетчика. При достижении счетчиком состояния, код которого равен опорному, компаратор выдает сигнал, возвращающий счетчик в нулевое состояние. Следует отметить, что пребывание счетчика в заданном состоянии оказывается кратковременным (на временной диаграмме виден только так называемый "клык"), так что счетчик последовательно проходит состояния от 0 до К_дел–1 (всего К_дел состояний). Если схема используется в качестве счетчика импульсов по основанию К_дел, наличие "клыков" может быть недопустимым и в схему потребуется вводить дополнительные элементы. Рассмотрим функционирование счетчика К555ИЕ7 и различные схемы делителей, выполненные на его основе.