§4.4 Двоично-кодированные счетчики с произвольным модулем счета.

В таких счетчиках модуль счета М не равен целой степени числа 2. Разрядность счетчика определяется из соотношения: n=˥log₂ , где ˥ означает округление результата логарифмирования до ближайшего справа (большего) целого числа. Такой счет имеет L=2ⁿ-M лишних (неиспользуемых) состояний, подлежащих исключению. Способов исключения много.

Модуль счетчика может быть трех типов с точки зрения расположения на числовой оси (рис.4.7 а).

Вид (а). Счет от 0 до К1. Модуль счета М=К1, порядок счета естественный.

Вид (б). Счет от К1 до К2. Модуль М=К2-К1.

К1 устанавливается перед началом счета. При достижении числа К2 счетчик сбрасывается. Считанный код требует перекодировки.

При достижении числа К2 счетчик сбрасывается. Считанный код требует перекодировки.

Вид (в). Счет от К1 до 2ⁿ. Модуль М=2ⁿ – К1. Число К1 устанавливается в счетчик перед началом счета. Считанный код требует перекодирования. Вид (б) и (в) применяются для построения специальных счетчиков.

Для построения счетчиков с произвольным модулем используются чаще всего 2 основных метода.

1). Метод управляемого сброса (рис.4.7.б). Сигнал появляется как следствие появления на выходе счетчика числа М – 1, поскольку входы элемента И-НЕ подключаются к тем разрядам, которые определяют это число. Например, модуль счета М=10, тогда сигнал будет выработан при выходе счетчика

Q3 Q2 Q1 Q0

1 0 0 1 → (М – 1) →(10-1)

то есть подсчитана последовательность 0,1,2, … 9.

Схема сброса предназначена для формирования сигнала сброса по задержке, по фронтам и т.д. В некоторых счетчиках ее может не быть.

2). Метод исключения лишних состояний с использованием определенных межразрядных связей в счетчики. В качестве примера на рис.4.7.в) приведена схема счетчика с М=5. Счетчик трехразрядный имеет 8 состояний. При М=5 исключаются состояния 101,110, и 111.

Работа счетчика

Обозначим функции воздействия на триггер соответствующего разряда как:

J0= , J1=Q0, J2=Q1 Q0.

Допустим, исходное состояние счетчика 000. При поступлении первого счетного импульса С в нулевой разряд записывается «1», так как на входе JK-триггера: K0=1, J0= =1. Разряды 2 и 3 остаются в «0».

При втором С-импульсе нулевой разряд переходит в «0», а с его выхода «1» записывается в первый разряд, т.к. на его входе теперь J1=K1=1.

При третьем С-импульсе: в нулевой разряд записывается «1», в первом разряде на выходе 1 остается, т.к. на его входе J1=K1=0, во втором разряде остается «0», т.к. на его входе J2=0, K2=1.

При четвертом С-импульсе: нулевой разряд переходит в «0», а во второй разряд записывается 1, т.к. теперь на его входе J2=K2=1.

Пятый С-импульс переводит счетчик в 000, так как 0-разряд остается в «0», поскольку =0, первый разряд сбрасывается в «0».

Замечание. Приведенная схема обладает свойством самовосстановления.

При включении питания или при сбое в работе в счетчике может появиться лишнее (запрещенное) состояние, но после первого С-импульса счетчик перейдет в поле разрешенных состояний.

Допустим в счетчике появилось состояние 101, то есть разряды имеют выходы Q2=1, Q1=0, Q0=1. Используя функции воздействия на разряды, находим, что в этом состоянии в счетчике будет: J0=0, K0=0, J1=K1=1 и J2=0 K2=1, следовательно при первом С-импульсе триггеры ТТ0 и ТТ2 сбросятся, а триггер ТТ1 перебросится в «1», то есть счетчик перейдет в разрешенное состояние 010. И далее будет работать с разрешенными комбинациями. Аналогично можно проверить и при исходных запрещенных комбинациях 110 и 111.