38.Лічильники.Схема реалізації послідовних та паралельних лічильників

Лічильником називається типовий функціональний вузол комп'ю­те­ра, призначений для лiчби вхідних імпульсів. Лічильник являє собою зв’язаний ланцюг Т-тригерів, які утворюють пам’ять iз заданим числом сталих станів (рис. 5.1). Рис.5.1. Логічна структура лічильника

У лічильниках використовуються три режими роботи: керування, на­копичення і ділення. У режимі керування зчитування інформації виконується після кожного вхідного лічильного імпульсу, наприклад, в лічильнику адреси команд. У режимі накопичення головним є підрахунок заданого числа імпульсів або лічба протягом певного часу. У режимі ділення (перерахунку) основним є змен­шення частоти надходження імпульсів в КЛЧ разів. Більшість лічиль­ників може працювати в усіх режимах, проте в спеціальних лічиль­никах-дільниках стани в процесі лічби можуть змінюватися в довіль­ному порядку, що дозволяє спростити схему вузла.  Лічильники класифікують за такими ознаками:  способом кодування – позиційні та непозиційні; модулем лічби – двійкові, десяткові, з довільним постійним або змінним (програмованим) модулем; напрямком лічби – прості (підсумовуючі, віднімальні) і реверсивні; способом організації міжрозрядних зв’язків – з послідов­ним, наскрізним, паралельним і комбінованим пере­носами (позикою); типом використовуваних тригерів – T, JK, D в лічильному режимі; елементним базисом – потенціальні, імпульсні та потен­ціально-імпульсні.

Розглянемо два найхарактерніші варіанти лічильника на T-трігерах. На рис.24,а наведено схему чотирьохрозрядного лічильника з послідовним переносом. Він має один вхід, на який поступають імпульси. Трігери з’єднані послідовно, так, що кожен наступний розряд спрацьовує після того, як переключився попередній. Такий лічильник може порахувати 16 імпульсів за числом його станів 2n, де n – число розрядів (трігерів) лічильника. Результат знімається у вигляді двійкового коду з виходів всіх розрядів одночасно.

Лічильники з послідовним перенесенням мають невисоку швидкодію, що обумовлено послідовним у часі спрацюванням розрядів. В цьому полягає їх основний недолік. Перевага полягає в простоті реалізації, але при виборі трігерів необхідно виходити з того, що їх швидкодія повинна бути вищою в n разів.

Інший варіант лічильника (рис.24,б) характеризується найбільшою швидкодією, так як в ньому реалізована схема паралельного перенесення. Зміна станів лічильника така ж, як і в попереднього, але час, який потрібний для встановлення нового стану, значно менший, оскільки лічильні імпульси впливають одночасно на всі трігери. Умову переключення визначає логічний елемент І, який на вході V розрядів формує сигнал дозволу на перемикання, якщо попередні розряди знаходяться в стані 1. Таким чином, з надходженням кожного лічильного імпульса переключаються ті трігери, яким передують розряди зі станом 1 на виході. При заповненні лічильників одиницями формується сигнал перенесення в старший розряд. При наявності виходу сигналу перенесення можна об’єднювати між собою групи чотирьохрозрядних лічильників шляхом з’єднювання виходу переносу однієї групи з лічильним входом C іншої.