Счетчики

Счетчикомназывается автомат, внутренние состояния которого могут циклически изменяться под воздействием одного входного (счетного) сигнала. Таким образом, по начальному и конечному внутренним состояниям состояния можно определить число изменений входного сигнала с 1 на 0, т.е. определить число импульсов, поступивших на счетный вход.

Счетчик, как и любой автомат, может иметь только конечное число Mвнутренних состояний, одно из которых выбирается в качестве начального (нулевого) состояния. Поэтому установить однозначное соответствие между числомN изменений счетного сигналахи внутренними состояниями счетчика можно только в том случае, еслиN < M-1или равно. При поступлении на счетный входM импульсов счетчик возвращается в исходное состояние, что свидетельствует о его переполнении. ЕслиN>M (или равно) то по внутреннему состоянию счетчика можно определить остаток от деления числаN на числоМ.

Счетчик, имеющий Мвнутренних состояний называется счетчиком поmod M, числоМ– модулем (коэффициентом) пересчета счетчика.

Из определения счетчиков следует, что никаких ограничений на кодирование его внутренних состояний не накладывается (в асинхронных потенциальных счетчиках необходимо использовать соседнее кодирование).

От выбранного варианта кодирования могут в значительной степени зависеть сложность и стоимость счетчика.

Функция возбуждения счетчика 155ИЕ1 (делитель частоты на 10) приведена в соотношении (1)

(1)

где G– тактовый сигнал,R– асинхронный сброс в нулевое состояние,P– выходной сигнал делителя.

Регистры

Простые сдвигающие регистры. Автомат, функции возбуждения которого

(2)

где x – начальное состояние регистров D₀, называется m-разрядным сдвигающим регистром.

В сдвигающем регистре информация из триггера Q_r-1 с каждым тактом переписывается в триггер Q_r. Для последовательного ввода в m- разрядный регистр m – разрядного слова требуется m тактов. Такие сдвигающие регистры могут использоваться для преобразования последовательного кода в параллельный. Любой из выходов регистра может использоваться для последовательного вывода информации из сдвигающего регистра.

Различают регистры с синхронной параллельной записью и реверсивные сдвигающие регистры.

Для мультиплексирования функций, выполняемых регистрами с синхронной параллельной записью, используются дополнительные сигналы: L (load) – загрузка – L=0 : последовательный ввод и сдвиг данных; L=1 – синхронная параллельная запись (загрузка) данных.

Функция возбуждения такого регистра приведена в выражении (3)

(3)

В реверсивных сдвигающих регистрах сдвиг данных осуществляется как в сторону старших, так и в сторону младших разрядов.

На рис.2 приведено условное графическое обозначение триггера, счетчика и регистра соответственно.

Рис.2 УГО триггера, счетчика и регистра

Пример проектирования автомата Мили

Рассмотрим пример проектирования автомата Мили для графа переходов, приведенного ниже

Рис.3 Граф переходов автомата Мили