Узлы цифровых устройств (цу)
1. Комбинационные (преобразование кодов, шифраторы, дешифраторы, коммутаторы, сумматоры, устройства сравнения).
2. Последовательные (счётчики, делители частоты, формирователи интервалов времени, устройство временной привязки, регистры).
Счётчики
Счётчик — узел ЦУ, выполняющий операцию подсчёта входных импульсов.
Классификация счётчиков
1. В зависимости от способа организации:
* асинхронные
* синхронные
2. В зависимости от направления счёта:
* суммирующие
* вычитающие
* реверсивные
3. В зависимости от перерабатываемого кода:
* двоичные
* двоично-десятичные
* прочие
4. По способу организации цепей переноса между разрядами счётчика:
* последовательные
* параллельные
* комбинированные
Модуль счёта (М) — число состояний счётчика.
Модуль счёта двоичного n-разрядного счётчика:
M = 2n.
Модуль счёта десятично-десятичного n-разрядного счётчика:
M = 10n.
Асинхронные двоичные счётчики (адс)
АДС могут быть построены на триггерах двух типов:
Асинхронный двоичный суммирующий счётчик
Рассмотрим принцип построения 3-разрядного счётчика.
Модуль счёта такого счётчика:
M = 23 = 8
То есть он считает от 0 до 7.
Таблица функционирования такого счётчика:
|
t |
N |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
2 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
3 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
4 |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
5 |
1 |
0 |
1 |
|
6 |
6 |
1 |
1 |
0 |
|
7 |
7 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Ti+1 = Qi
Каскадное соединение счётчиков
Ti+1 = !Qi
Асинхронный двоичный вычитающий счётчик
|
t |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
2 |
1 |
0 |
1 |
|
3 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
1 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
|
6 |
0 |
0 |
1 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
1 |
1 |
1 |
|
9 |
1 |
1 |
0 |
Трёхразрядный вычитающий асинхронный счётчик реализован на счётных триггерах, переключающихся по заднему фронту (счётный триггер реализован на JK-триггере).
Второй триггер переключается в тот момент, когда первый переключается из 0 в 1.
Следовательно, для переключения второго триггера, который переключается в перепад из 1 в 0, необходимо соединить с инверсным выходом первого триггера.
Второй триггер должен переключиться, согласно таблице функционирования счётчика, когда на выходе первого перепад из 0 в 1 (Q1). Тогда на !Q1 будет перепад из 1 в 0.
Второй триггер, согласно его УГО, переключается по заднему фронту, т. е. по перепаду из 1 в 0.
Следовательно, T2 = !Q1.
Каскадное соединение счётчиков, переключающихся по заднему фронту
Счётчик реализован на триггерах, переключающихся по переднему фронту.
Второй триггер, согласно таблице, должен переключиться перепадом из 0 в 1.
Второй триггер переключается по переднему фронту, то есть по перепаду из 0 в 1.
Следовательно необходимо Q1 соединить с T2, а Q2 – с T3.
УГО вычитающего счётчика:
Каскадное соединение счётчиков, реализованных на триггерах, переключающихся по переднему фронту
