Краткие теоретические сведения

Счетчикомназывается последовательное устройство, предназначенное для счета входных импульсов и фиксации их числа в двоичном коде. Различают как статические, так и динамические параметры счетчиков.

Основным статическим параметром счетчика является модуль счета М, который характеризует максимальное число импульсов, после прихода которого счетчик устанавливается в исходное состояние.

К динамическим параметрам, характеризующим быстродействие счетчика, относится время установлениявыходного кода, определяемое длительностью временного интервала между моментами подачи входного сигнала и установления нового кода на выходе.

Счетчики классифицируются по следующим параметрам.

По значению модуля счетасчетчики подразделяют на:

двоичные- модуль счета которых равен целой степени числа 2;

двоично-кодированные- в которых модуль счета может принимать любое значение, не равное целой степени числа 2.

По направлению счета их подразделяют на:

суммирующие- выполняющие операцию увеличения хранящегося слова на единицу;

вычитающие- выполняющие операцию уменьшения хранящегося слова на единицу;

реверсивные- счётчики, которые в зависимости от комбинаций входных сигналов могут работать как в режиме уменьшения, так и в режиме увеличения хранящегося кодового слова на единицу.

По способу организации межразрядных связей счетчики делятся на:

счетчики с последовательным переносом, в которых переключение триггеров разрядных схем осуществляется последовательно один за другим;

счетчики с параллельным переносом, в которых переключение триггеров разрядных схем осуществляется одновременно по сигналу синхронизации;

счетчики с комбинированным последовательно-параллельным переносом, в которых используются различные комбинации переноса.

Основным элементом счётчиков является триггер, работающий в счётном режиме. Если несколько таких триггеров соединить последовательно, (рис.11.3) соединив вход каждого последующего с прямым выходом предыдущего, установить все триггера в “0” и затем подавать на вход Cпервого триггера импульсы, то работа такой схемы будет происходить так, как показано на рис. 11.4.

Рис.11.3

Рис.11.4.

Из диаграммы, представленной на рис.11.4, работы счётчика видно, что после прихода на тактовый вход триггера N-ого импульса счетчик приходит в состояние, соответствующее двоичному коду числа N. Поэтому такая схема называется двоичным счётчиком импульсов. При этом вход C первого триггера называется входом счётчика, триггеры – его разрядами, а прямые выходы триггеров – выходами счётчика.

Так как после прихода на вход очередного импульса, записанный в счётчике код увеличивается на единицу, режим работы счётчика называется режимом суммирования.

Если соединить входы триггеров счетчика не с прямыми, а с инверсными выходами предыдущих триггеров, то каждый входной импульс будет уменьшать записанный в счётчик код на единицу. Такой счётчик работает в режиме вычитания.

Для изображённого на рис.11.1. четырёхразрядного счётчика коэффициент счета M= 16. Вообще для двоичных счётчиков, состоящих изLтриггеров,M=.

Если внутри четырёхразрядного счётчика ввести связи так, как показано на рис. 11.5, то он будет подсчитывать импульсы в двоичном коде, однако модуль счета его станет равным M = 10. Такой счётчик называется двоично-десятичным, а его схема - декадой. Диаграмма работы декады показано на рис.11.6.

Рис.11.5.

Счётчики в интегральном исполнении чаще всего изготавливаются четырёхразрядными. На схемах они изображаются с помощью условных графических обозначений, например показанных на рис. 11.6 и 11.7, соответственно двоичного и двоично-десятичного счетчиков.

Рис.11.6. Рис.11.7

Рис11.8.

Счётчик, состоящий из L последовательно включённых двоичных четырёхразрядных счётчиков, имеет. Счётчик, состоящий изL последовательно включённых декад, имеет .

Счётчики могут выполнять иные, кроме подсчёта импульсов, функции. Например, они могут служить для деления частоты следования прямоугольных импульсов. Если счётчик имеет модуль M, то частота входных импульсов и частотвыходных импульсов связаны зависимостью.