4.4.1. Двоично-десятичный счетчик

Двоично-десятичные счетчики строятся на основе четырехразрядных двоичных счетчиков, выполняющих функцию десятичной декады. Количе­ство таких декад в счетчике соответствует числу цифр максимального де­сятичного числа, которое может быть записано в счетчик. Поскольку че­тырехразрядный двоичный счетчик имеет 16 состояний (2⁴), а для декады нужно десять, то требуется исключить 6 лишних устойчивых состояний. Это достигается различными способами. Часто излишние состояния ис­ключаются при помощи обратных связей. На рис. 4.9 приведена схема де­кады асинхронного последовательного счетчика с обратными связями по комбинированной схеме, в которой используются синхронные JK_t-триг­геры в первых трех разрядах и RS_t-триггер с двумя S-входами, объединен­ными операцией И, в четвертом разряде. Сигнал с инверсного выхода четвертого разряда () подается на входJ второго разряда. Эту связь на­зывают блокирующей. Сигнал с прямого выхода четвертого разряда (Q₃) подается на вход этого же разряда. До 7-го импульса процессы в схеме происходят так же, как в двоичном счетчике (табл. 4.3). При этом Q₃ = 0, так как Q₀Q₁Q₂ = 0. После 7-го импульса Q₀ = Q₁ = Q₃ = 1 (зна­чит, Q₀Q₁Q₂ = = 1) и четвертый разряд подготовлен к переключению. Его основной триггер М уже пере­ключился (принял 1) и ждет. После 8-го импульса Q₀ = = 0, Q₁ = 0, Q₂ = 0 и синхроимпульс исчезает с входа С триггера Тр4. При этом устанавлива­ется Q₃ = 1, = 0. Сигнал= 0 блокирует триггер Тр2 по входуJ (блоки­ровка переноса). Сигнал Q₃ = 1 готовит путь к переключению триггера Тр4 в 0 по входу R (R = 1), но, пока С = 0, переключение не происходит. По­сле 9-го импульса устанавливается Q₀ = 1, а значит, C = 1. В основной триггер М четвертого разряда записывается 0. Второй и третий разряды не изменяют состояния (Q₁ = 0, Q₂ = 0), сигнал Q₃ = 0 блоки-

рует Тр2, и он остается в состоянии Q₁ = 0, а на вход S триггера Тр3 по-прежнему поступает 0 (Q₁ = 0). 10-й импульс устанавливает Q₀ = 0, и триггер Тр4 переходит в состояние Q₃ = 0, = 1, т.е. декада оказалась в исходном состоянии (Q₀ = Q₁ = Q₂ = Q₃ = 0), сигнал = 1 снимает блокировку, и счетчик готов к приему следующих десяти импульсов. Таким образом, до 9-го им­пульса происходит естественный порядок счета, а после 10-го счетчик принудительно возвращается в исходное состояние.

Декадный счетчик К155ИЕ2. Схема двоично-десятичного нереверсивного асинхронного счетчика К155ИЕ2 приведена на рис. 4.10,а. Он выполнен на счетных триггерах (JK_t-, RS_t-типа). Первый разряд его (Тр1) выполнен отдельно; второй, третий, четвертый разряды образуют счетчик с K_сч = 5. При необходимости триггер Тр1 может использоваться самостоятельно. Однако для получения декады выход Q₀ соединяется со входом C2 и получается уже рассмотренная выше (см. рис. 4.8) схема с обратной связью, к которой применима табл. 4.3. Цепь сброса R имеет расширитель В1 до двух (входы 2, 3).

Триггеры имеют вход S установки состояния 9 для использования счетчи­ков в некоторых специальных устройствах. Вход S также имеет расшири­тель В2 до двух (входы 6, 7). Сброс в 0 и установка состояния 9 произ­водятся подачей 1 на оба входа (2, 3 или 6, 7). При счете импульсы пода­ются на вход С1, а на входы R и S подается 0 (хотя бы на один из каждых двух входов). На рис. 4.10,б приведено условное обозначение счетчика на схемах. Цифры у выводов означают номера ножек микросхемы.

Десятичные счетчики-узлы получают, соединяя необходимое коли­чество декад. Выход старшего разряда декады (ножка 11) соединяется со входом С1 следующей декады. Цепи сброса объединяются. Входы S зазем­ляют.