3 Счетчики

Счетчиком называют последовательностное цифровое уст­ройство (цифровой автомат), предназначенное для подсчета числа импульсов. Счетчики находят применение в ЭВМ для формирования адресов команд, подсчета числа выполненных операций и др.

В процессе работы счет­чик последовательно изменяет свое состояние (сигналы на выходах) в определенном порядке. Количество разрешенных состояний счетчика называется коэффициентом счета К_сч. Одно из возможных состояний счетчика принимается за начальное. Если счетчик начал счет от начального состояния, то каждый импульс, кратный модулю счета К_с, снова устанавливает счетчик в начальное состояние.

Для синтеза счетчиков используются D-, T- или JK-триггеры, соединенные определенным образом. Существует несколько способов классификации счетчиков. В частности, по направлению счета счетчики делятся на: суммирующие, вычитающие и реверсивные.

Если выходные коды счетчика при поступлении входных импульсов изменяются в возрастающем порядке, то счетчик называют сум­мирующим, если в убывающем порядке – вычитающим. Счетчики, у которых направ­ление перебора кода может изменяться, называют реверсивными.

Различают счетчики синхронные и асинхронные. Если для работы счетчика требуется наличие синхросигнала, то такой счет­чик называют синхронным. Счетчики, которые работают без синхросигналов, называют асинхронными.

Обобщенная схема счетчика приведена на рисунке 1. Счетчик СТ можно пред­ставить в общем случае как устройство, содержащее входную логику, управляющую работой счетчика, и выходную логику, которая используется для указания окончания счета или формирования сигнала переноса Р. Для приведения счетчика в начальное состояние (как правило – логические ноли на всех выходах) используется сигнал сброса, поступающий на вход R.

Р исунок 1

В некоторых типах счетчиков имеется возможность устанавливать исходное состояние отличным от нулевого. Параллельный код для предварительной установки счетчика поступает на входы s₀ ... S_n. Сигнал разрешения параллельной загрузки М останавливает счет и позволяет подготовленным на входах S₀ ... S_n данным загрузиться в счетчик в мо­мент прихода очередного тактового импульса С. Счетчик считает тактовые импульсы, поступающие на вход С, если присутствует сигнал разрешения счета на входе V.

Выходными сигналами счетчика обычно являются сигналы, снимаемые с выхо­дов отдельных разрядов Q₀ ... Q_n, сигнал окончания счета или сигнал переноса – Р.

В качестве примера ниже приведены (рисунок 2) функциональная схема и условное графическое обозначение четырехразрядного асинхронного суммирующего счетчика К155ИЕ5. В таблице 1 представлено назначение выводов счетчика.

Обозначение выводов 1 и 14 указывает на то, что изменение состояний счетчика происходит по перепаду входных импульсов от высокого к низкому уровню. ИМС К155ИЕ5 является аналогом ИМС 7493.

Рисунок 2