Счетчики.

Счетчик – это функциональный узел, осуществляющий счет импульсов и хранение кода числа подсчитанных импульсов. Свойства счетчика характеризуется коэффициентом пересчета (К_сч) – величиной указывающей количество его устойчивых состояний.

Другими параметрами счетчика являются: разрешающая способность, максимальное быстродействие и информационная емкость.

Счетчики могут быть отноразрядными и многоразрядными, двоичными и десятчными, а также с любым (произвольным) коэффициентом пересчета. Кроме того, счетчики могут быть простыми (суммирующими и вычитающими) и реверсивными. Существуют и другие особенности счетчиков. Исходным функциональным узлом для построения счетчиков является Т-триггер.

Т-триггер.

Т-триггером называется функциональный узел, имеющий два устойчивых состояния, и переключается из одного состояния в другое по каждому тактовому импульсу. Частота импульсов на выходе Т-триггера в два раза меньше, чем на входе, т.е. он является делителем частоты на два. Выходной сигнал имеет скважность равную 0,5, т.е. выходной сигнал является меандром.

Рис. 44. Условное графическое обозначение и временные диаграммы, поясняющие работу Т-триггера.

Т-триггер является одноразрядным счетчиком импульсов и на его базе строятся многоразрядные счетчики.

Т-триггеры в интегральном исполнении не выпускаются и при необходимости строятся на двухтактных RS -, D - или JK-триггерах.

Р ис. 45. Схемы построения Т-триггера с использованием различных исходных триггеров и временные диаграммы, поясняющие работу этих схем.

Многоразрядные счетчики

Для построения многоразрядного счетчика необходимо соответствующее количество т-триггеров соединить так, чтобы осуществлялся перенос единицы из одного разряда в другой. Счетчики бывают суммирующие, вычитающие и реверсивные. При построении суммирующего счетчика, триггер соседнего старшего разряда должен переключаться в том случае, когда триггер предыдущего разряда переходит из единичного состояния в нулевое.

В большинстве случаев счетчики строятся на триггерах D- или JK-типа. Быстродействие счетчиков, построенных на D-триггерах выше. Применение JK-триггеров позволяет упростить схему счетчика.

Основным параметром счетчика является коэффициент пересчета, т.е. величина, указывающая количество устойчивых состояний счетчика. Если коэффициент пересчета (К_сч) равен 2ⁿ, то счетчик называется двоичным; если К_сч = 10ⁿ, то счетчик – десятичный; если К_сч<>2ⁿ<>10ⁿ, то счетчик с произвольным коэффициентом пересчета.

Суммирующий многоразрядный счетчик

Коэффициент пересчета многоразрядного счетчика определяется его разрядностью, т.е. количеством Т-триггеров. Если счетчик строится на базе D-триггеров с прямым динамическим входом синхронизации С, то вход синхронизации следующего триггера необходимо соединить с инверсным выходом предыдущего триггера (Рис. 40).

Р ис. 46. Многоразрядный (четырехразрядный) суммирующий счетчик, построенный на D-триггерах с прямым динамическим входом синхронизации и его временные диаграммы.

Простейшие счетчики – циклические, т.е. периодически счетчик принимает исходное состояние. Цикл равен коэффициенту пересчета.

Период колебаний на выходах счетчика больше периода входных импульсов и зависит от веса разряда. Например, на выходе второго разряда (Q₂) период следования импульсов T₂ = 2³ T_сч, следовательно, счетчик является делителем частоты входных импульсов.