4.2.2. Последовательные счетчики со сквозным переносом

Схема четырехразрядного суммирующего счетчика со сквозным переносом построена на асинхронных Т-триггерах с входами установки нуля (рис. 4.3). Первый разряд переключается счетным импульсом T_сч, все последующие разряды переключаются сигналами переноса П1, П2, П3. Сигналы переноса для переключения старшего разряда формируются предыдущим разрядом в зависимости от состояния всех предыдущих разрядов.

Перед началом счета производится сброс счетчика в нуль по входам R. Первый счетный импульс устанавливает первый разряд в единичное состояние (). Второй импульсустанавливаети одновременно формирует импульс П1 на выходе схемы схемой И1, которая была открыта для прохождения второго импульсавысоким уровнем на выходе. Импульс П1 переключает триггер 2-го разряда в единичное состояние (). Третий импульс снова устанавливает, но «не проходит» схему И1, так как на одном ее входе был низкий уровень. После третьего импульса устанавливается,(двоичное число 3).Четвертый импульс проходит сразу обе схемы совпадений И (И1, И2) и формирует импульс переноса П2, так как эти схемы были подготовлены сигналами ,. Сигналом П2 третий разряд переключается в единичное состояние (). Одновременный четвертый счетный импульсустанавливает, а сигнал переноса П1 устанавливает. Следующие за этим три импульсаустанавливают,,. Все три схемы И подготовлены к прохождению 8-го импульсачерез все схемы И, т.е. к формированию сигнала П3, который и устанавливает 4-й разряд в единичное состояние (). Одновременно 8-й импульс установит . При подаче на вход счетчика следующих восьми импульсов все повторится, и только 16-м импульсом установится. Быстродействие схемы невелико. Однако оно выше, чем у последовательных счетчиков (см. рис. 4.1,а), так как время переключения схемы И меньше, чем триггера.

Дополнение. Приведенные выше способы соединения выходов предыдущих разрядов с входами последующих разрядов суммирующих и вычитающих счетчиков верны только для триггеров разрядов с прямыми синхровходами (входами Т). На этих входах логическая единица (LOG1) представлена высоким потенциалом. Информация воспринимается триггером (загружается в триггер) при высоком потенциале на синхровходе. На выход таких триггеров информация поступает по отрицательному фронту (перепаду потенциала) синхросигнала (счетного сигнала T_сч), как показано на рис. 4.1,в.

Для триггеров (разрядов) счетчика с инверсным синхровходом, на котором LOG1 представлена низким потенциалом (нулем), нужны другие (противоположные) соединения. Так, в вычитающем счетчике на триггерах с инверсными синхровходами со входом последующего разряда соединяется прямой выход предыдущего разряда (см. рис. 4.2,б). В суммирующем счетчике на триггерах с инверсными синхровходами соединения выполняются так же, как на рис. 4.2,а. При этом счетные входы Т триггеров нужно обозначить инверсными, как на рис. 4.2,б.

37. Недвоичные счетчики

4. . Недвоичные счетчики

На практике часто возникает потребность в счетчиках, модуль счета которых не равен 2ⁿ (K_сч  2ⁿ), т.е. нужны счетчики с K_сч = 3, 4, 5 и т.д. Не­редко требуются счетчики с переменным модулем счета, когда K_сч опре­деляется (задается) внешними управляющими сигналами. Такие счетчики называются недвоичными. Строятся они на базе двоичных счетчиков. Ко­личество разрядов N в недвоичных счетчиках выбирается по правилу

N = [log₂K_сч],

где [log₂K_сч] – двоичный логарифм K_сч, округленный до ближайшего большего целого числа, поэтому 2^N-1 < K_сч< 2^N.

Например, при N = 4 модуль счета может быть 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15, а при N = 3 K_сч = 5; 6; 7.

Количество состояний счетчика 2^N больше модуля счета K_сч на некоторое количество S избыточных состояний: S = 2^N  K_сч. Избыточные состояния необходимо исключить. Чаще всего их исклю­чают при помощи обратных связей. Далее в качестве примера выполнения обратных связей рассматривается наиболее распространенный двоично-де­сятичный счетчик.