Счетчики импульсов
Счетчик – устройство, предназначенное для счета числа электрических импульсов, поступающих на его вход. Счетчики импульсов выполняются на основе триггеров.
Наиболее простым счетчиком является двоичный счетчик, осуществляющий счет поступающих импульсов в двоичной системе счисления. Такой счетчик (рис. 10) состоит из «n» триггеров (регистров) со счетным запуском. Максимальное число импульсов, которое может сосчитать счетчик при последовательном соединении триггеров составитN= 2n- 1. Для четырехразрядного счетчика (рис. 10)N= 24- 1 = 15. Временная диаграмма состояний счетчика приведена на рис. 11.
Перед поступлением входных импульсов все разряды счетчика устанавливаются в состояние «0» (Q1=Q2=Q3=Q4=0) подачей импульсов на вход «установка нуля». После поступления первого счетного импульса первый разряд переходит в соcтояниеQ1 = 1. В счетчик записывается число 1. По окончании второго импульса первый разряд счетчика переходит в состояние «0», второй – «1». В счетчике записывается число 2 с двоичным кодом 0010. Подобным же образом осуществляется работа счетчика при последующих счетных импульсах (см. рис. 11 и табл. 6). При поступлении 15-го импульса все разряды счетчика устанавливаются в состояние «1», а 16-м импульсом все разряды обнуляются.
Таблица 6
|
№ имп. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
Q1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
Q2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
Q3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
Q4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
В процессе работы двоичного счетчика частота следования импульсов на выходе каждого последующего триггера уменьшается вдвое по сравнению с частотой его исходных импульсов (см. рис. 11). Это свойство схемы используют для построения делителей частоты.
В большинстве электронных устройств необходимо отображать показания счетчика в десятичной форме счисления. Для этих целей создаются двоично-десятичные счетчики. Их особенностью является счет до 10 с последующим сбросом. Построение такого счетчика возможно на базе 4-разрядного двоичного счетчика с исключением избыточных состояний. Для этого в схему счетчика вводят дополнительные связи (см. рис. 10 пунктир).Состояния разрядов двоично-десятичного счетчика приведены в табл. 7.
Таблица 7.
|
№ имп. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Q1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
Q2 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Q3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Q4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
До девятого импульса счет идет как у двоичного счетчика. Десятый импульс через дополнительные связи обеспечивает нулевое «0» исходное состояние всех разрядов счетчиков.