10 Счетчики
Счетчик – это устройство для подсчета количества входных сигналов. Счетчики в компьютере используются для образования последовательности адресов команд, для счета количества циклов выполнения операций и др.
По виду выполняемых операций счетчики бывают:
-
суммирующие,
-
вычитающие,
-
реверсивные.
По характеру обработки сигнала различают счетчики:
-
синхронизируемые и
-
не синхронизируемые.
На рис.10.1 представлена схема не синхронизируемого, четырехразрядного счетчика с последовательным переносом, а на рис.10.2 – временная диаграмма его работы.
Q1
Q2
Q3
Q4
Xсч
Q1
Q2
Q3
Q4
Рис. 10.1 Схема четырехразрядного не синхронизируемого счетчика
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Xсч
Q1
Q2
Q3
Q4
Рис. 10.2 Временная диаграмма сигналов счетчика.
Приведенная временная диаграмма идеализирована. Она не отражает время запаздывания триггеров, но позволяет понять принцип работы счетчика. На счетный вход Xсч поступают сигналы. На выходах триггеров разрядов Q1, Q2, Q3 и Q4 представлена картина выходных сигналов. Здесь Q1 – выход триггера младшего разряда, а Q4 – выход триггера старшего разряда. Верхний уровень сигнала соответствует 1, а нижний уровень – 0. Из диаграммы видно, что с повышением разряда, частота изменения сигнала уменьшается в два раза. Триггеры перебрасываются в другое состояние только при изменении сигнала на входе с 1 на 0. То есть реагируют на задний фронт входного импульса. Из этой диаграммы становится ясно, что с повышением разрядности счетчика, снижается его быстродействие. В таблице 10.1 приведена картина состояния счетчика при воздействии входных сигналов Xсч.
Таблица 10.1
-
Xсч
Q4
Q3
Q2
Q1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
1
0
0
0
9
1
0
0
1
10
1
0
1
0
11
1
0
1
1
Как видно из таблицы, порядковому номеру сигнала в десятичной системе счисления на входе счетчика соответствует его значение в двоичной системе счисления на выходах триггеров (разрядов) счетчика.
Обычно счетчик имеет шину одновременной установки нуля на выходах всех триггеров, то есть сброс счетчика на нуль. Но это не обязательно. Можно запоминать начальное состояние счетчика и с него начинать отсчет. В таком счетчике происходит последовательный перенос.