§4.2 Счетчики с последовательным переносом (непосредственной связью между разрядами).

На рис. 4.1.а) приведена схема асинхронного счетчика с последовательным переносом, построенная на двухступенчатых триггерах, срабатывающих по спаду С сигнала. При межразрядных связях сплошными линиями счетчик производит суммирование, а если использовать пунктирные линии, счетчик будет вычитающим.

Временные диаграммы работы счетчика показаны на рис.4.2 а) и б) соответственно.

При подаче первого С-сигнала триггер ТТ0 по срезу С-сигнала перебросится, а возвратится в исходное состояние по срезу второго С-сигнала.

Триггер ТТ1 переключится по срезу выходного сигнала сТТ0, а возвратится в исходное состояние по срезу второго выходного сигнала с ТТ0 и т. д.

По достижении значения разрядов счетчика равного Q2Q1Q0 = 111 счетчик возвратится в исходное состояние Q2Q1Q0 = 000.

Это изображено на временной диаграмме(рис.4.2 а).

Выводы:

1). Каждый разряд счетчика делит входную частоту пополам: f/2,f/4,f/8.

2). При суммировании следующий разряд переключается при переходе предыдущего из «1» в «0» (см. таблицу состояний рис.4.1 б).

3). Очевидно, что максимально допустимая частота входных импульсов С определяется временем срабатывания tр.т триггера нулевого разряда.

4). Время установки выходного кода примерно tк≈n·tр.т.

5). Разрядность n счетчика определяется выражением n=log₂M, где М – модуль счета.

Вычитающий счетчик

Очевидно (см. табл. рис. 4.1 б), что в вычитающем счетчике все происходит наоборот. Следовательно, вычитающий счетчик получится, если в схеме на рис. 4.1 а) в качестве межразрядных связей использовать пунктирные линии. Из временной диаграммы работы такого счетчика (рис. 4.2 б) видно, что разряды счетчика теперь срабатывают по фронту сигналов, и счетчик в исходном состоянии имеет: =111. Счетчик при достижении состояния 000 вырабатывает сигнал займа СR= .

Счетчики с непосредственной связью и прямым динамическим управлением триггерами.

Здесь процессы суммирования и вычитания происходят наоборот.

На рис.4.3.а) приведена таблица зависимости типа операции в счетчике от вида управления триггером.

Примечание. В счетчиках с последовательным переносом есть возможность появления ложных состояний счетчика в определенные интервалы времени. Это явление поясняется временной диаграммой работы суммирующего счетчика, приведенной на рис.4.3.б).

Из анализа диаграммы можно сделать вывод, что показания счетчика лучше снимать с определенной задержкой во времени, для того чтобы компенсировать времена переходных процессов в разрядных триггерах, например, установкой на их выходах конъюнкторов, открывающихся по сигналу Cr, сдвинутому во времени относительно входного сигнала С (при двухфазной синхронизации). Считывание должно происходить очевидно через Тцикла с учетом задержек разрядных триггеров.

Реверсивные счетчики

Поскольку вид межразрядных связей определяет тип счетчика (суммирующий или вычитающий), то очевидно, реверсивный счетчик можно построить на основе суммирующего или вычитающего включением мультиплексора в его межразрядные связи.

Схема такого счетчика приведена на рис.4.4 а), а временная диаграмма его работы на рис.4.4 б).

Здесь у триггеров прямой динамический вход, следовательно, использование Q – декремент, – инкремент (см. табл. рис.4.3 а).

Реверс осуществляется за счет переключения мультиплексоров в межразрядных связях, переключающих выходы триггеров под управлением сигнала V: V=1 – суммирование, V=0 – вычитание.