Взаимные преобразования триггеров
Счетчики
Счетчиком называется последовательностное устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде.
Понятие «счетчик» является очень широким. К счетчикам относят автоматы, которые под действием входных импульсов переходят из одного состояния в другое, фиксируя тем самым число поступивших на их вход импульсов в том или ином коде.
Специфичной для счетчиков операцией является изменение их содержимого на единицу (возможно и условную). Прибавление такой единицы соответствует операции инкремента, вычитание — операции декремента. Обычно счетчиками выполняются также и другие операции — сброс, установка, параллельная загрузка и пр.
Счетчики строятся на основе N однотипных связанных между собой разрядных схем, каждая из которых в общем случае состоит из триггера и некоторой комбинационной схемы, предназначенной для формирования сигналов управления триггером.
В цифровых схемах счетчики могут выполнять следующие микрооперации над кодовыми словами:
установка в исходное состояние (запись нулевого кода);
запись входной информации в параллельной форме;
хранение информации;
выдача хранимой информации в параллельной форме;
инкремент — увеличение хранящегося кодового слова на единицу;
декремент — уменьшение хранящегося кодового слова на единицу.
Основные параметры и классификация счетчиков
Основным статическим параметром счетчика является модуль счета М, определяющий число возможных состояний счетчика. После поступления на счетчикМвходных сигналов начинается новый цикл, повторяющий предыдущий.
Существуют следующие режимы работы счетчика:
регистрация числа поступивших на счетчик сигналов;
деление частоты.
В первом режиме результат — содержимое счетчика, во втором режиме выходными сигналами являются импульсы переполнения счетчика.
Основным динамическим параметром для первого режима, определяющим быстродействие счетчика, является время установления выходного кодаtуст K— временной интервал между моментом подачи входного сигнала и моментом установления нового кода на выходе. Иногда быстродействие счетчика характеризуетсямаксимальной частотой входных сигналовfmax.
Счетчики могут классифицироваться по многим параметрам. Рассмотрим основные из них.
По значению модуля счетасчетчики подразделяют на:
двоичные, модуль счета которых равен целой степени числа 2 (М=2n);
двоично-кодированные, модуль счета которых может принимать любое, не равное целой степени числа 2, значение.
По способу кодирования внутренних состояний различают:
двоичные счетчики
счетчики Джонсона
счетчики с кодом "1 из N" и др.
По направлению счетасчетчики подразделяют на:
суммирующие, выполняющие микрооперацию инкремента над хранящимся кодовым словом;
вычитающие, выполняющие микрооперацию декремента над хранящимся кодовым словом;
реверсивные, выполняющие в зависимости от значения управляющего сигнала над хранящимся кодовым словом либо микрооперацию декремента, либо инкремента.
Счетчики строятся из разрядных схем, имеющих межразрядные связи. По способу организации межразрядных связейсчетчики делятся на:
счетчики с последовательным переносом, в которых переключение триггеров разрядных схем осуществляется последовательно один за другим;
счетчики с параллельным переносом, в которых переключение всех триггеров разрядных схем осуществляется одновременно по сигналу синхронизации;
счетчики с комбинированным последовательно-параллельным переносом, при котором используются различные комбинации способов переноса.
По принадлежности к тому или иному классу aвтоматовговорят о синхронных или асинхронных счетчиках (более подробную классификацию по этому признаку не затрагиваем, учитывая реальный состав микросхем счетчиков).