ФОЭ / СлайдыФОЭчасть2

Двоично-кодированные счетчики

Двоично-кодированный счетчик имеет модуль счета, отличный от целой степени числа 2. Примером такого счетчика может служить счетчик с модулем счета 10, т. е. двоичнодесятичный счетчик.

Исходная структура такого счетчика как бы служит двоичный счетчик с модулем 2n. Но двоичный счетчик имеет 2n–М=L лишних (неиспользуемых) состояний, подлежащих исключению.

Способы исключения лишних состояний многочисленны, и для любого М можно предложить множество реализаций счетчика.

При построении таких счетчиков получили распространение в основном два метода:

метод исключения лишних состояний (или как его еще называют метод модификации межразрядных связей);

метод управляемого сброса.

Первый метод заключается в использовании стандартной методики синтеза последовательностных устройств. При построении счетчика с модифицированными межразрядными связями последние, лишние, состояния исключаются непосредственно из таблицы функционирования счетчика.

Схема счетчика с управляемым сбросом

Второй метод построения счетчиков с произвольным модулем — метод управляемого сброса. Он позволяет изменять модуль счета очень простым способом, не требующим изменений самой схемы счетчика.

Если, например, имеется четырехразрядный счетчик, и на входы конъюнктора выработки сигнала сброса подключены выходы триггеров Q3Q2Q1Q0 , то сброс произойдет после достижения счетчиком числа 10012=910, т. е. счетчик будет работать как двоично-десятичный.

Двоично-десятичный счетчик на основе схемы со сквозным переносом с синхронной схемой управляемого сброса

Двоично-десятичный счетчик с упрощенной схемой управляемого сброса

Стандартные счетчики типа ИЕ4, ИЕ5 (правда они являются асинхронными) содержат по два входа асинхронного сброса, объединенных операцией И—НЕ. Поэтому, например, для получения двоично-десятичного счетчика на основе ИС ИЕ5, достаточно соответствующим образом соединить ее выводы.

Счетчики с недвоичным кодированием состояний

Счетчик в коде "1 из N" имеет один вход, на который подаются импульсы задающего генератора, и N выходов, причем первый импульс генератора передается на первый выход счетчика (канал), второй импульс во второй канал и т. д.

Диаграмма «б» соответствует режиму распределения уровней (РУ) (паузы между активными состояниями каналов отсутствуют), а диаграмма «в» — режиму распределения импульсов (РИ). Распределители импульсов не имеют самостоятельной схемотехники, они реализуются на основе распределителей уровней путем включения их выходные цепи конъюнкторов, на вторые входы которых подаются импульсы задающего генератора.

Распределитель тактов на основе кольцевого регистра без самовосстановления после сбоя

Регистры

Регистры — самые распространенные узлы цифровых устройств. Они оперируют с множеством связанных переменных, составляющих слово. Над словами выполняется ряд операций: прием, выдача, хранение, сдвиг в разрядной сетке, поразрядные логические операции.

Регистры состоят из разрядных схем, в которых имеются триггеры и, чаще всего, также и логические элементы.

Впараллельных регистрах прием и выдача слов производятся по всем разрядам одновременно. В них хранятся слова, которые могут быть подвергнуты поразрядным логическим преобразованиям.

Впоследовательных регистрах слова принимаются и выдаются разряд за разрядом. Их называют сдвигающими, т. к. тактирующие сигналы при вводе и выводе слов перемещают их в разрядной сетке. Сдвигающий регистр может быть нереверсивным (с однонаправленным сдвигом) или реверсивным (с возможностью сдвига в обоих направлениях).

Последовательно-параллельные регистры имеют входы-выходы одновременно последовательного и параллельного типа. Имеются варианты с последовательным входом и параллельным выходом (SIPO, Serial Input — Parallel Output), параллельным входом и последовательным выходом (PISO), а также варианты с возможностью любого сочетания способов приема и выдачи слов.

Параллельный регистр с 3-мя состояниями выходов, тактируемый фронтом

Регистр сдвига вправо на D-триггерах, управляемых фронтом

Регистр сдвига влево на D-триггерах, управляемых фронтом