2. Задание.

Спроектировать суммирующий двоично-десятичный счетчик импульсов, работающий в невзвешенном коде, обеспечивающий состояние указанное в колонке № 8 методического указания с типом логики ТТЛ.

3.1 Классификация счётчиков электронных импульсов.

Счетчик – это цифровое устройство, преобразующее число импульсов, поступающих на его вход в двоичный код на выходе. Сигналами могут быть перепады потенциалов или импульсы.

Счетчики классифицируются по следующим признакам:

1. По назначению

• Суммирующие;

• Вычитающие;

• Реверсивные;

2. По виду межразрядных связей (по принципу действия)

• Последовательные;

• Параллельные;

• Последовательно-параллельные;

3. По реализации

• На триггерах;

• На регистрах;

• На кольцевых схемах;

Основными характеристиками счетчика являются:

модуль счета Kc – максимальное число импульсов, которое может быть подсчитано счетчиком. После поступления Kc импульсов счетчик должен вернуться в исходное состояние. Kc<=2^m, где m-число триггеров.

Быстродействие счетчика. Разрешающая способность t_P=1/F_СЧЕТ – минимально допустимый интервал времени между двумя входными сигналами, при котором не происходит потери счета сигналов. Время установки счетчика t_уст – интервал времени между моментом поступления входного сигнала и моментом завершения перехода счетчика в новое состояние.

По порядку изменения состояний счетчика различают счетчики и естественным и произвольным порядком счета.

По модулю счета различают двоичные Kc=2^m и недвоичные Kc=2^m счетчики. Последние могут использоваться как делители частоты с коэффициентом деления, равным Kc.

По структурной реализации счетчики делятся на параллельные, последовательные и последовательно-параллельные, которые различаются способами подачи счетных сигналов на входы и способами связи между разрядами.

Счетчики с естественным порядком счета подразделяются на: суммирующие, вычитающие, реверсивные.

Рассмотрим каждый из этих счетчиков более подробно.

Последовательный суммирующий 3-х разрядный счетчик.

Рис. 1 Последовательный суммирующий счетчик

Триггеры данного счетчика срабатывают по заднему фронту счетного импульса. Вход старшего разряда счетчика связан с прямым выходом (Q) младшего соседнего разряда. Временная диаграмма работы такого счетчика приведена на рис.2. В начальный момент времени состояния всех триггеров равны лог.0, соответственно на их прямых выходах лог.0. Это достигается посредством кратковременного лог.0, поданного на входы асинхронной установки триггеров в лог.0 (R). Общее состояние счетчика можно охарактеризовать двоичным числом (000). Во время счёта на входах асинхронной установки триггеров в лог.1 поддерживается лог.1. После прихода заднего фронта первого импульса 0-разряд переключается в противоположное состояние – лог.1. На входе 1-разряда появляется передний фронт счетного импульса. Состояние счетчика (001). После прихода на вход счетчика заднего фронта второго импульса 0-разряд переключается в противоположное состояние – лог.0, на входе 1-разряда появляется задний фронт счетного импульса, который переключает 1-разряд в лог.1. Общее состояние счетчика – (010). Следующий задний фронт на входе 0-разряда установит его в лог.1 (011) и т.д. Таким образом, счетчик накапливает число входных импульсов, поступающих на его вход. При поступлении 8-ми импульсов на его вход счетчик возвращается в исходное состояние (000), значит коэффициент счета (К_СЧ) данного счетчика равен 8.

Рис. 2 Временная диаграмма последовательного суммирующего счетчика.