Счетный триггер

Образуется из D– триггера, при непосредственном соединении- выхода сD– входом.

На схеме входа SиRнекуда не подключены (висят в воздухе). По принятым соглашениям все входа логических элементов, которые никуда не подключены, имеют значения равные 1(S=R=1).

ГТИ – генератор тактовых импульсов – устройство, на выходе которого формируется напряжение прямоугольной формы, амплитуда этого напряжения соответствует уровню логической единицы, а период следования импульсов задается нужным.

Так как в момент включения схемы мы не можем сказать чему равно Q, то для простоты примемQ=0.

В начальный момент времени Q=0, следовательно,=1=D. Передний фронт тактового импульса от ГТИ (t=0) перепишет 1 сD– входа наQ– выход, следовательно,станет равным 0 и равнымD. Состояние триггера, до прихода следующего переднего фронта тактового импульса, не изменится. Следующий передний фронт изменит состояние триггера на противоположное. И т.д. – процедура циклически повторяется. Заметим, что период следования импульсов на прямом выходе триггера в два раза больше периода следования импульсов от ГТИ.

Счетчики

Это устройство, которое широко применяется в различных цифровых системах, в том числе и в ЭВМ.

Счетчик – устройство, состояние выхода которого зависит от количества событий на его выходе. Часто состояние выхода равно количеству событий на входе. Различают следующие виды счетчиков:

• На сложение – когда состояние счетчика увеличивается на +1 с каждым новым событием.

• На вычитание - когда состояние счетчика уменьшается на -1 с каждым новым событием.

• Реверсивный счетчик – счетчик, направление счета которого можно изменить, при помощи управляемых сигналов.

Счетчик на сложение

На схеме представлен трехразрядный двоичный счетчик, собранный на трех счетных триггерах таким образом, что каждый следующий триггер тактируется от инверсного выхода предыдущего. Источником событий будем считать тактовые импульсы от ГТИ, а выходом - двоичный параллельный код с прямых выходов триггеров. Причем, младший значащий разряд слева - Q₀, а старший справа -Q₂.

До начала эксперимента (t=0), кнопка «Сброс» нажата, т.е. на всеR– входа подается низкий уровень напряжения Земли. На всехS– входах в это время 1 и по правилам работыRS– триггера (Q₀=Q₁=Q₂=0) следует, что не все- выхода равны 1, следовательно,D– входа равны 1.

N	Q2	Q1	Q0
0	0	0	0
1	0	0	1
2	0	1	0
3	0	1	1
4	1	0	0
5	1	0	1
6	1	1	0
7	1	1	1
8	0	0	0

В момент времениt₀кнопку «Сброс» отпускаем, т.е.S=R=1, включаютсяD-триггера. Передний фронт первого тактового импульса, поступающего на С – вход первого (левого) триггера переписывает 1 сD– входа наQ₀– выход. Науровень изменится из 1 в 0 – это задний фронт и С – вход второго триггера его не ощущает, поэтому 2 и 3 триггера своего состояния не изменят. В результате поступления первого тактового импульса имеем:Q₀=1,Q₁=0,Q₂=0. Второй тактовый импульс перепишет 0 сD– входа на выходQ₀,изменит свое состояние из 0 в 1 – это передний фронт, который подается на С – вход второго триггера, поэтому 1 сD– входа второго триггера перепишется наQ₁ – выход,изменит свое состояние из 1 в 0 – задний фронт, поэтому третий триггер своего состояния не изменит. В результате имеем,Q₀=0,Q₁=1,Q₂=0. Нетрудно видеть, что двоичный счетный код на выходе счетчика точно равен количеству (N) тактовых импульсов от ГТИ на входе счетчика.

Длина счетчика – величина, которая указывает на максимальное число, до которого может считать счетчик и определяется количеством счетных триггеров в счетчике. В нашем случае длина счетчика равна 2³=8 (2^N).