1.2 Синтез счетчиков

Синтез счетчика сводится к определению оптимальной структуры и построению его принципиальной схемы. Под оптимальной понимается структура счетчика, содержащая минимальное количество триггеров и связей между ними, при которой обеспечивается выполнение счетчиком требуемых функций с заданными значениями параметров.

Основными исходными данными для синтеза счетчика являются:

модуль счета (емкость счетчика) Кс ;
порядок изменения состояний счетчика;
режим счета (суммирующий, вычитающий или реверсивный);
требуемая разрешающая способность счетчика
необходимое время установки кода счетчика

Исходя из заданной емкости и модуля счета Кс, определяют необходимое количество m триггеров в счетчике. Для двоичных счетчиков , недвоичных - , где - двоичный логарифм числа Кс, округленный до большего ближайшего целого числа.

Разрешающую способность и время установки кода счетчика учитывают при выборе серии интегральных микросхем и типа триггера, а также при выборе способа переключения триггеров (последовательного или параллельного). При выборе серии триггера необходимо учитывать условие

где - максимально допустимая для данного триггера частота следования входных сигналов.

Время установки кода является основным фактором, определяющим выбор способа переключения триггеров. При последовательном способе запуска триггеров растет в m раз с увеличением числа m триггеров в счетчике, а при параллельном - не зависит от величины m, следовательно более быстродействующий. Поэтому предпочтительным является параллельный способ запуска триггеров. Однако с ростом разрядности счетчика усложняется схема управления т. к. требуются схемы “И” с большим количеством входов. С этой точки зрения последовательный счетчик является более приемлемым. Последовательный способ целесообразно применять в счетчиках, используемых в качестве делителя частоты.

Счетчик строится на четырех триггерах. Для этого необходимо выбрать вид триггера из RS, D, T и JK-триггеров.

RS-триггер не может работать в режиме счета(считать импульсы). Следовательно, не может быть реализован в счетчике.
T-триггер реализуется на RS-триггерах. T-триггер может работать в режиме счета, т. е. изменять свое состояние на противоположное с приходом каждого импульса. Он делит входную частоту на два и может работать как счетчик до двух.
JK- универсальный триггер. Может выполнять функции RS, T, D и других триггеров и работать в режиме счета.

Считаю наиболее приемлемым выбрать JK-триггер для создания счетчика.

Определив количество разрядов (триггеров) счетчика m, вид триггера и способ переключения триггеров, приступают к разработке структурной схемы счетчика.

Структурная схема счетчика:

Счетчик

Блок индикации