4.6.3.2. Лічильник з безпосередніми зв’язками з послідовним переносом.
В
цих лічильниках вхідний лічильний
сигнал надходить на вхід тригера першого
розряду, а кожний наступний тригер
(і+1) – го
розряду запускається від інформаційних
виходів (Q i ,
)
попереднього тригера і – го
розряду. Схема асинхронного двійкового
чотирьохрозрядного сумуючого лічильника
на JK–тригерах
з послідовним переносом наведена на
рис. 4.67-а, а часова діаграма його роботи
– на рис. 4.67-б.
а)
б)
Рис. 4.67.
Розглянемо роботу лічильника, вважаючи, що в початковому стані в ньому записаний код 0000 за допомогою сигналу «Вст. 0». У лічильнику вихід кожного попереднього тригера Q i – 1 сполучений із входом синхронізації C i наступного тригера. На інформаційні входи J і K тригерів постійно подаються сигнали 1. Нагадаємо, що в JK-тригерах це допустимо, в цьому випадку сигнал, поданий на вхід синхронізації С змінює стан тригера на протилежний. Отже, перший вхідний сигнал x ліч встановить перший тригер лічильника Тг1 (тригер молодшого розряду) в стан 1, всі ж інші тригери лічильника залишаться в стані 0. Другий вхідний сигнал встановить тригер Тг1 в стан 0; третій – знову в стан 1 і т.д. Вхідними сигналами тригера Тг2 будуть вже сигнали, що знімаються з прямого виходу тригера Тг1. Отже, перший раз в стан 1 тригер Тг2 встановиться тільки після того, як на виході тригера Тг1 пройде перший сигнал, а в стан 0 – після того як пройде другий сигнал, і т.д. Вхідними сигналами тригера Тг3 будуть вже сигнали, що знімаються з прямого виходу тригера Тг2, і т.д. Після того як на вхід лічильника буде подана серія сигналів (імпульсів), наприклад пройде п’ять вхідних імпульсів, на виходах тригерів лічильника встановиться код 0101, що і буде відповідати цифрі 5. Отже, лічильник підраховує кількість імпульсів, поданих на його вхід. В табл. 4.14 відображені стани тригерів лічильника при надходженні на лічильний вхід першого розряду серії вхідних сигналів x ліч.
Таблиця 4.14.
Стани тригерів лічильника при надходженні на лічильний вхід першого розряду серії вхідних сигналів x ліч.
№ x ліч |
Q4Q3Q2Q1 |
|
№ x ліч |
Q4Q3Q2Q1 |
|
№ x ліч |
Q4Q3Q2Q1 |
0 |
0000 |
|
6 |
0110 |
|
12 |
1100 |
1 |
0001 |
|
7 |
0111 |
|
13 |
1101 |
2 |
0010 |
|
8 |
1000 |
|
14 |
1110 |
3 |
0011 |
|
9 |
1001 |
|
15 |
1111 |
4 |
0100 |
|
10 |
1010 |
|
16 |
0000 |
5 |
0101 |
|
11 |
1011 |
|
17 |
0001 … |
Зазвичай лічильник має коло встановлення в стан 0 (встановлення тригерів в 0). Але початковий стан тригерів не обов’язково повинний бути нульовим. В лічильник може бути записане заздалегідь деяке число і вже з нього починається операція лічби поодиноких вхідних сигналів.
Недоліком асинхронного лічильника з послідовним переносом є те, що він має залежність тривалості перехідного процесу, який визначає час реєстрації, від його розрядності. Із збільшенням розрядності лічильника знижується гранична частота його роботи. Це зумовлено тим, що збільшується затримка надходження сигналу на вхід С старших розрядів відносно моменту надходження вхідного сигналу x ліч на вхід С першого розряду лічильника. З часової діаграми (рис. 4.67-б) видно, що затримка спрацьовування четвертого розряду лічильника 4 набагато більша за затримку в першому розряді – 1. Це може призвести до викривлення інформації в лічильнику. Так, наприклад, на момент надходження дев’ятого вхідного сигналу тригер четвертого розряду ще не встановився в належний стан після надходження восьмого сигналу і інформація, знята з лічильника між восьмим і дев’ятим вхідними сигналами, буде недостовірною.