3.3.4 Счетчики и делители с коэффициентом пересчета, отличным от 2n

Большое распространение получили счетчики и делители с . Так, в цифровых индикаторных устройствах доминируют двоично-десятичные счетчики (К_n= 10).

Принцип построения счетчиков с сводится к Следующему. Берут такое число п триггеров, чтобы выполнялось условие

Затем схемным путем исключают 2^п-К_п избыточных состояний. Чаще всего исключают старшие состояния, реже - младшие или, промежуточные. Делается это либо с помощью дешифратора определенного состояния, который своим выходным сигналом принудительно устанавливает счетчик в исходное состояние, либо с помощью обратных связей между триггерами.

Н а рис. 3.34 приведен пример декадного (двоично-десятичного) счетчика с исключением старших избыточных состояний.

Начальное состояние у него нулевое: А₀{0000). При поступлении, входных импульсов счет идет как в обычном двоичном счетчике. Как только устанавливается состояние А₁₀(1010), на выходе элемента И, играющего роль дешифратора, вырабатывается сигнал y=Q_lQ₃=1 и счетчик принудительно переводится в начальное состояние А₀.

П римером использования обратных связей для исключения избыточных состояний может служить ИС 133ИЕ2 (рис. 3.35,а). Она содержит Т-триггер D1 и двоично-пятеричный счетчик на триггерах D2, D3, D4. Благодаря обратной связи с выхода: триггера D4 на вход J триггера D2, а также обратной связи в самом триггере D4 (с выхода Ha вход K), обеспечивается соответственно блокировка действия пятого счетного импульса на триггер D2 и установка триггера D4 пятым импульсом в нулевое состояние (рис. 3.35,б). Таким образом, после пятого импульса получается А₀(000).

Если выход триггера D1 соединить со входом +1СТ, а счетные импульсы подавать на вход +1Т, то счетчик становится двоично-десятичным с К_п = 10.

Как отмечалось ранее, принцип построения делителей во многом аналогичен принципу построения счетчиков. Они имеют, как правило, один выход, на котором за интервал пересчета появляется импульсов в коэффициент деления раз меньше, чем поступают на вход.

Выделяются эти импульсы с помощью дешифратора состояний.

Менять коэффициент K_дел в делителях можно так же, как и в счетчиках с , т. е. путем исключения различного числа избыточных состояний, но и программно - с помощью внешних управляющих сигналов. Такой способ реализован, например, в ИС 564ИЕ15. Она позволяет получать K_дел =3...21327 с шагом единица.

Нашел распространение также способ, при котором коэффициент пересчета счетчика, составляющего основу делителя, не меняется, а производится выбор дешифраторов, настроенных на выделение различных с остояний счетчика. Данный способ построения делителей иллюстрируется на примере ИС 133ИЕ8 (рис. 3.36).

Делитель состоит из шестиразрядного двоичного счетчика с параллельным переносом, дешифраторов состояний на ЛЭ1...ЛЭ6, выходы которых объединены в один выход у элементом ИИ-НЕ (ЛЭ7), а также дешифратора-формирователя сигнала переноса CR и вспомогательных логических элементов. Каждый дешифратор включается в работу при подаче на него управляющего сигнала К’_i=1.

Дешифраторы настроены на выделение неодинаковых состояний. Например, дешифратор на ЛЭ1 выделяет состояния 0, 2, 4 и т. д. через 2, на ЛЭ2-1, 5, 9 и т. д. через 4, на ЛЭЗ-3.11, 19 и т. д. через 8. Поэтому сигналы (импульсы) на выходах дешифраторов во времени не совпадают, и на общем выходе у получается их сумма.

Таким образом, за один цикл работы, который содержит 2⁶ = 64 входных импульсов, число импульсов на выходе у будет меньше и определяется числом

соответствий кодовой комбинацией на входах К₀…К₅. Коэффициент деления

Если только один из сигналов K’=1, то N_вых =2ⁱ и коэффициент деления - целое число. В остальных случаях коэффициент деления - число дробное.

Следует обратить внимание на то, что если входная последовательность импульсов периодическая, то выходная последовательность будет периодической только тогда, когда коэффициент деления - целое число, в других случаях выходные импульсы распределены во времени неравномерно.

С целью увеличения диапазона перестройки коэффициента деления микросхемы соединяют последовательно. Сигналы переноса играют роль входных по отношению к последующим микросхемам.