1.2.Двоичные вычитающие счетчики.
До сих пор мы рассматривали только суммирующие счетчики. Эти счетчики производили изменение выходов bо…b3 в соответствии с известной таблицей:
b3 |
b2 |
b1 |
b0 |
Десятичная цифра |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0 |
1 |
0 |
1 |
5 |
0 |
1 |
1 |
0 |
6 |
0 |
1 |
1 |
1 |
7 |
1 |
0 |
0 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
1 |
9 |
Очевидно, что значение i-го разряда меняется всегда, когда текущие значения всех младших (от 0 до i-1) разрядов равны “1”. Только в этом случае значение i-го разряда изменится в следующей строке.
Однако, при движении по двоичной последовательности в обратном направлении (то есть снизу вверх) значение i-го разряда меняется тогда, когда текущие значения всех младших разрядов равны “0”.
Поскольку у триггеров имеется инверсный выход Q, то реализовать вы-
читающий счетчик довольно просто (рис. 4.3):
Приведенная схема является схемой синхронного двоичного вычитающего счетчика.
Изменить схему любого суммирующего счетчика, как синхронного, так и асинхронного на схему вычитающего счетчика можно переключением входов i+1 разряда на инверсные выходы триггеров i-го разряда. В результате получится вычитающий счетчик.
Выходы счетной последовательности всегда должны быть подключены к основным выходам триггеров (то есть к выходам Qi).
Рассмотренные нами счетчики являлись счетчиками по модулю «2», то есть число их возможных состояний было 2n.
2 Коэффициент пересчета.
Любой счетчик характеризуется числом состояний в течение одной счетной последовательности (цикла). Для схемы на рис. 4.1 цикл содержит N=24=16 состояний (от 0000 до 1111). Часто число состояний называют коэффициентом пересчета КСЧ, который равен отношению числа импульсов NC на входе к числу импульсов NQст на выходе старшего разряда за цикл:
КСЧ=NС/NQст
Если на вход счетчика подавать периодическую последовательность импульсов с частотой fС, то частота fQ на выходе старшего разряда счетчика будет меньше в КСЧ раз: КСЧ=fС/fQ. Поэтому счетчики также называют делителями частоты, а величину КСЧ – коэффициентом деления. Для увеличения величины КСЧ приходится увеличивать число триггеров в цепочке. Каждый дополнительный триггер удваивает число состояний счетчика и число КСЧ. Для уменьшения коэффициента КСЧ можно в качестве выхода счетчика рассматривать выходы триггеров промежуточных каскадов. Например, для счетчика на четырех триггерах КСЧ=16, если взять выход второго триггера, то КСЧ=4. При этом КСЧ является целой степенью числа 2: 2, 4, 8, 16 и т.д.
Можно реализовать счетчик, для которого КСЧ – любое целое число. Например, для счетчика на трех триггерах можно сделать КСЧ от 2 до 7, но при этом один или два триггера могут быть лишними. При использовании трех триггеров можно получить КСЧ =5…7 (22 < КСЧ < 23). Счетчик с КСЧ=5 должен иметь 5 состояний, которые в простейшем случае образуют последовательность: {0, 1, 2, 3, 4}. Циклическое повторение этой последовательности означает, что коэффициент деления счетчика равен 5.
Для построения суммирующего счетчика с КСЧ=5 надо, чтобы после формирования последнего числа из последовательности {0, 1, 2, 3, 4} счетчик переходил не к числу 5, а к числу 0. В двоичном коде это означает, что от числа 100 нужно перейти к числу 000, а не к 101. Изменение естественного порядка счета возможно при введении дополнительных связей между триггерами счетчика.