17.3 Двоичные счетчики с параллельным переносом

Разрешение на перенос сигнала во второй триггер дает триггер D1: Р₂ = Q₁, т. е. при единичном уровне на J₂ = K₂ возможно переключение триггера D2 в противоположное состояние. В свою очередь разрешение на перенос в третий триггер имеет вид логического выражения Р₃ = Q₁Q₂. Для реализации этой функции входы J₃ и К₃ попарно объединены.

Логическое выражение, формирующее разрешение на перенос в четвертый триггер, – P₄ = Q₃Q₂Q_l, в связи с чем попарно объединены между собой J₁ и К₁, J₂ и К₂, J₃ и К₃ этого триггера. Т рехвходовую логику по J и К имеет только триггер К155ТВ1, который можно использовать для построения синхронных счетчиков без использования внешней логики. Известные триггеры других серий не имеют достаточной внутренней логики по входам JK, и при построении синхронных счетчиков приходится использовать дополнительную логику (рисунок 17.6).

Рисунок 17.5 – Функциональная схема двоичного

синхронного счетчика на триггерах со встроенной логикой

Счетчик приводится к исходному нулевому состоянию с помощью сигнала «УO», поступающего на входы R. Счетные входы С триггеров объединены, и на них подаются входные импульсы одновременно. Процессом переключения триггеров управляют входы JK триггеров, также попарно объединенных. Логические выражения для переносов будут иметь вид П1=1; П2=Q1; ПЗ=Q2 Q3; П4=Q3 Q2 Q1. Для реализации функций переносов недостаточно внутренней логики триггеров по входам JK. В связи с этим на входе третьего триггера устанавливается двухвходовая ячейка И, а на входе четвертого – трехвходовая. Временные диаграммы счетчика соответствуют временным диаграммам двоичного счетчика с последовательным переносом с той лишь разницей, что задержка появления входного сигнала на любом выходе постоянна и равна tзад. Дальнейшее наращивание числа разрядов становится нецелесообразным в виду усложнения схемы. Поэтому при построении счетчиков используются схемы с параллельно–последовательным переносом. Схема счетчика с последовательно-параллельным переносом состоит из групп триггеров, внутри каждой из которых организуется параллельный перенос, а между группами – последовательный.

Рисунок 17.6 – Функциональная схема двоичного синхронного счетчика

17.4 Реверсивный двоичный счетчик

В реверсивном двоичном счетчике объединяются схемы суммирующего и вычитающего счетчика, при этом предусмотрены логические цифровые схемы, позволяющие управлять направлением счета. В реверсивном двоичном счетчике с параллельным переносом, выполненном на Т-триггерах (рисунок 17.7), счетные сигналы поступают на вход каждого Т-триггера через логические схемы И-И-ИЛИ. Управление организовано таким образом, что при суммирование сигналы переноса берутся с прямых выходов Q_i триггеров, а при вычитании – с инверсныхQ_i.

Если счетчик работает как суммирующий, счетные импульсы следует подавать на вход «+1», при этом на входе «–1» следует установить нулевой уровень. Нулевой уровень на шине приводит к тому, что логические ячейки И5, И6, И7, И8 оказываются заблокированными и выходные сигналы с инверсных выходов триггеров не могут передаться на счетные входы триггеров. Счетные импульсы со входа «+1» в виде прямоугольных импульсов поступают на логические ячейки И1, И2, ИЗ, И4 одновременно. Первый триггер как в режиме суммирования, так и в режиме вычитания переключается с приходом заднего фронта (среза) каждого тактирующего импульса. Второй триггер срабатывает при условии, если Q₁=1, третий триггер готов к работе при Q₁Q₂=1, и четвертый триггер – при Q₁Q₂Q₃=1. На выходе счетчика установлена схема И9, выходной сигнал которой обозначен  15.

Рисунок 17.7 – Функциональная схема двоичного

реверсивного счетчика

На этом выходе формируется сигнал переноса в следующий (старший) разряд, когда все триггеры счетчика установятся в единичное состояние (Q₁Q₂Q₃Q₄ =1). В режиме вычитания в работу включены логические ячейки И5, И6, И7, И8, и переносы между триггерами осуществляются через эти ячейки. На выходе установлена логическая ячейка И10, выход которой обозначен 0.

Рисунок 17.8 – Условное изображение: а − реверсивного счетчика; б − функциональная схема реверсивного счетчика с одним счетным входом

Сигнал переноса на выходе этой ячейки формируется, когда на прямых выходах триггеров установятся нули, а произведение станет равным 1. Условное обозначение реверсивного счетчика приведено на рисунке 17.8, а. Если требуется построить реверсивный счетчик с одним источником счетных сигналов, то необходимо предусмотреть на входе счетчика устройство, переключающее эти сигналы на суммирование «+1» или вычитание «–1» (рисунок 17.8, б).