7.2.2. Асинхронные вычитающие счетчики с последовательным переносом

Рассмотрены счетчики, в которых с приходом очередного импульса результат увеличивался на 1. Такие счетчики по существу выполняют операцию сложения. В ряде случаев необходимо, чтобы результат в счетчике уменьшался на 1 с приходом очередного импульса, т. е. чтобы счетчик выполнял операцию вычитания. Схема вычитающего счетчика приведена на рис. 7.6. Она отличается от схемы суммирующего счетчика только связями между триггерами. В вычитающем счетчике сигнал на счетный вход поступает с выхода предыдущего триггера, а не с выхода Q. Поэтому опрокидывание триггера происходит при пере ходе предыдущего триггера из состояния 0 в состояние 1, а не из 1 в 0.

Перед началом работы во все разряды счетчика записываются единицы, т. е. 111 (7₁₀), подачей импульса на шину 1. При поступлении входного импульса на вход Т триггер Т₁ переходит из состояния 1 в состояние 0 и в счетчике оказывается записанным 110 (число 6). При поступлении следующего импульса триггер Т₁ переходит в состояние 1 и образующийся на его выходе сигнал переводит триггер Т₂ из состояния 1 в 0. Теперь в счетчике оказывается записано число 101(5₁₀) и т. д. Таким образом, каждый входной импульс уменьшает показания счетчика на 1.

Рис. 7.6. Схема вычитающего счетчика с последовательным переносом

7.2.3. Асинхронные реверсивные счетчики с последовательным переносом

В ряде случаев необходимо, чтобы результат в счетчике увеличивался на 1 с приходом очередного импульса на один из входов и уменьшался на 1 с приходом импульса на другой вход, т. е. чтобы счетчик выполнял две операции: сложение и вычитание. Для этой цели используются так называемые реверсивные счетчики. Внутренние логические элементы управления, которыми часто снабжаются счетчики, позволяют сделать процесс счета реверсивным. При этом осуществляется переключение связей между триггерами. А поэтому результат в счетчике может как увеличиваться, так и уменьшаться на 1 с приходом входного импульса. Входные импульсы могут поступать на один и тот же вход, а режим суммирования или вычитание задается специальным сигналом.

При рассмотрении работы двоичных счетчиков на сложение и вычитание отмечалось, что у суммирующих счетчиков на вход С триггера более старшего разряда сигнал поступает с выхода Q триггера низшего разряда. В счетчиках, работающих на вычитание, сигнал на вход С поступает с выхода . Для организации работы реверсивного счетчика потребуются дополнительные логические элементы (в данном случае И-ИЛИ) и управляющий сигнал, по значению которого происходит перестройка структуры двоичного счетчика. В общем случае, управляющих входов может быть два. Однако ниже рассматривается схема с одним управляющим входом, на который поступает сигнал V. Будем считать, что при:

V = 1 – реализован режим суммирования (соединяется иC_{i +1}). При этом цепи передачи переноса замыкаются через верхние элементы И;

V = 0 – реализован режим вычитания (соединяется и C_{i +1}). При этом цепи переноса замыкаются через нижние элементы И.

Одна из простейших схем асинхронного реверсивного счётчика с последовательным переносом на JK триггерах и общим входом счётных импульсов представлена рис. 7.7.

Рис. 7.7. Простейшая схема реверсивного счетчика на JK триггерах

Следует отметить, что на входы J и K должен быть подан высокий уровень («1»). Однако для упрощения эти цепи на схеме не изображены. Не изображены также цепи установки счётчика в «0» или в «111».

Среди большого многообразия МС счетчиков можно выделить 155ИЕ6 и 155ИЕ7 – двоично-десятичный и двоичный четырех разрядные реверсивные счетчики.

а б

Рис. 7.8. Условное обозначение микросхем 155ИЕ6 (а) и 155ИЕ7 (б)

Входы +1 и –1 служат для подачи счетных импульсов, R – для установки в 0, C – для предварительной записи информации (C = 0), установленной по входам D0 – D3. Р₁ – перенос на вход +1 следующей МС при прямом счете (при переходе из 9 в 0), перенос Р₂ – при обратном счете (при переходе из 0 в 9), выход займа.

Аналогичное назначение имеют и выводы МС 155Ие7, изображенной на рис. 7.8.б (двоичный четырёх разрядный реверсивный счётчик.)

Счетчики всегда представляли плодотворнейшее поле для пробы сил изобретателей–схемотехников, число различных типов счетчиков огромно. Мы рассмотрели лишь очень малое число схем.