Счетчик на вычитание
Строится так же, как и счетчик на сложение с той лишь разницей, что каждый следующий триггер тактируется не от инверсного выхода предыдущего, а от прямого выхода.
|
N |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
2 |
1 |
1 |
0 |
|
3 |
1 |
0 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
0 |
1 |
1 |
|
6 |
0 |
1 |
0 |
|
7 |
0 |
0 |
1 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
Реверсивный счетчик
Это такой счетчик, направление счета которого может быть изменено под действием управляющих сигналов. Заметим, что счетчик на сложение отличается от счетчика на вычитание тем, что каждый следующий триггер тактирует не от прямого выхода предыдущего, а от инверсного выхода предыдущего. Т.е. схема реверсивного счетчика должна уметь коммутировать (переключать) тактирующий вход следующего триггера к прямому или инверсному выходам предыдущего.
Схема ключа «Управление» состоит из
одного инвертора, 2 элементов 2 – И и
одного элемента 2 – ИЛИ. При положении
ключа «Управление» нормально замкнутым
контакт +5В. На 2 вход верхнего элемента
2 – И поступает 1, а на второй вход нижнего
элемента 2 – И через инвертор подается
0. В соответствии с таблицей истинности
для элемента 2 – И на выходе нижнего
элемента, в независимости от того чему
равно «в», будет 0, выход верхнего элемента
2 – И будет равен «а». Докажем это. Если
«а»=0, то
,
т.е. «а». Если «а»=1,то
,
т.е. «а». На выходе элемента 2 – ИЛИ будет
0 + «а», т.е. «С» = «а». Если ключ «Управление»
переключить, то на 2 верхнем входе
элемента 2 - И будет 0 и на выходе его
будет 0. На втором входе нижнего элемента
2 – И через инвертор подается 1,
следовательно, выход этого элемента
будет равен «в». 0 + «в» на элементе 2 –
ИЛИ на выходе даст «в» = «С». И в этом
случае на С – вход следующего триггера
подаются тактирующие импульсы от
инверсного выхода предыдущего триггера,
счетчик будет работать на сложение.
В
качестве коммутирующего элемента
использовали элемент 2 – 2И – ИЛИ.
Счетчик заданной длины
Часто бывает необходимо, чтобы счетчик считал не только до числа 2N, гдеN– количество счетных триггеров в счетчике, а мог бы считать до любого меньшего числа, после чего остановиться или начать счет с нуля.
Рассмотрим, например, счетчик, который считает до 12, после чего сбрасывается и начинает счет заново.
Толстой линией на схеме изображена так называемая ШИНА. Такой способ используется в тех случаях, когда на схеме много соединений, которые если показать сильно затруднят чтение схемы. Шина представляет собой условное обозначение жгута проводников (изолированные друг от друга), каждый из которых присвоен номер на входе и такой же на выходе.
RS– триггер в конце нужен для того, чтобы 4D– триггера работали одинаково, т.к. они не совершенны и сбрасывают за разное время.
Схема управления этим счетчиком состоит из элемента 4 – И – НЕ и RS– триггера. Входа элемента 4 – И – НЕ подключены к соответствующим прямым или инверсным выходам триггеров счетчика. Т.к. схема 4 – И – НЕ должна срабатывать только на заданной кодовой комбинации (например, 1100), то правила подключения его входов к счетчику следующие: если данный разряд кодовой комбинации =1, то этот вход элемента 4 – И – НЕ подключается к прямому выходу соответствующего триггера; если разряд в числе =0, то соответствующий вход элемента 4 – И – НЕ подключается к инверсному выходу соответствующего триггера.
В примере 2 младших разряда равны 0, поэтому 1-й и 2-й входа элемента 4 – И – НЕ подключены к инверсным выходам 2 триггеров счетчика.
Когда счетчик досчитает до заданного числа (на прямых выходах триггеров считывается заданная кодовая комбинация) за счет правильного подключения 4 – И – НЕ на его входах будет четыре 1, следовательно, на выходе 0. Этот ноль подается на S– входRS– триггера. НаR– входе в это время от ГТИ - 1. Следовательно, на инверсном выходеRS– триггера - 0. Этот 0 подается на всеR– входа триггеров счетчика. Если хотя бы один из триггеров изменит свое состояние на противоположное, то на выходах элемента 4 – И – НЕ уже не будет 4-х единиц. Следовательно, на выходе будет 1, т.е. в этот момент времени уRS– триггераS=1 иR=1 по правилам его работы он сохраняет предыдущее состояние. Через некоторое время от ГТИ наR– входRS– триггера поступит 0 (S=1) иRS– триггер опрокинется, т.е. на инверсном выходе 1, следовательно, на всехR– входах триггеров счетчика 1 и счетчик начинает считать заново.