Синхронный вычитающий двоичный счетчик
Схема счетчика имеет много сходного со схемой суммирующего счетчика, отличие состоит лишь в том, что сигналы на информационные входы триггеров поступают не с прямых, а с инверсных выходов триггеров. Аналогично происходит переключение счетчика из одного состояния в другое, в силу чего параметры быстродействия вычитающего счетчика определяются соответствующими выражениями для суммирующего счетчика.
Схему рассмотреть самостоятельно, использовав справочные данные.
Лекция 9. Реверсивные и асинхронные счетчики
Схемы, временные диаграммы, расчетные характеристики.
9.1. Синхронный двоичный реверсивный счетчик
Реверсивный счетчик сочетает в себе свойства суммирующего и вычитающего счетчиков. Реверсивные счетчики строятся двумя способами. В первом случае счетчик имеет один счетный и один управляющий входы, причем в зависимости от сигнала на управляющем входе счетчик работает либо в режиме суммирования, либо в режиме вычитания. Во втором случае счетчик имеет два счетных входа, при подаче счетных сигналов на один из входов они суммируются, при подаче на другой – вычитаются.
Минимально возможная длительность Т0min определяется процессом перезаписи информации из основного во вспомогательный триггер Тзв. T1min определяется временем задержки распространения сигнала через дополнительно введенные логические элементы Гз.ср и временем записи информации в основной триггер каждого из разрядов: T1min= Tз.ср+Tзо. Отсюда разрешающее время и максимальная рабочая частота счетчика
Схемы и временные диаграммы сигналов счетчика при его работе в режиме вычитания (Р=1) приведены на рис. 9.1.
Рис 9.1. Синхронный реверсивный счетчик: а – схема; б – временные диаграммы сигналов при работе с максимальной скоростью
9.2. Асинхронные счетчики
Интересны асинхронные счетчики в упрощенном исполнении. Упрощение схемы асинхронного счетчика достигается тем, что разрешающий сигнал поступает на тактовые входы С триггеров не в каждом такте, как в синхронных счетчиках, а по возможности только в те такты, когда триггер должен изменить свое состояние. В остальные такты работы разрешающий сигнал стремятся не подавать, и это позволяет иметь произвольные сигналы на информационных входах триггеров.
Асинхронный суммирующий двоичный счетчик
Рис 9.2. Асинхронный двоичный счетчик: а – схема; б – временные диаграммы сигналов
Анализ работы счетчика проведем с использованием временных диаграмм (рис. 9.2).
При Tс=1 происходит запись информации в основной триггер двухступенчатого триггера младшего разряда. Так как сигнал на его информационных входах всегда равен единице, то в него записывается двоичный сигнал, противоположный сигналу на выходе триггера Q0. Как только сигнал на счетном входе становится равным нулю, начинается процесс перезаписи информации из основного триггера во вспомогательный, и через время Tзв=Tз.тр на выходах счетчика зафиксируются сигналы Q0 = l, Q1 =Q2 =0 (рис. 9.26). Как видно, при этом переключении новый код (001) счетчика установился через время Tз.тр. Однако это не будет временем установления счетчика в целом. Для его определения необходимо рассмотреть все возможные переключения и выбрать наибольшее. При переключении старшего разряда, для которого тактирующим сигналом является выходной сигнал первого разряда Q1, время установления кода утраивается (ЗTз.тр), это время – наибольшее время переключения, оно и является временем установления кода счетчика
Время установления кода асинхронного счетчика превышает время установления синхронного счетчика (Tyст=Tз.тр). Это является недостатком всех асинхронных счетчиков. Что касается разрешающего времени асинхронного счетчика, то, как видно из временных диаграмм рис. 9.26, в наихудших условиях находится триггер первого разряда, поскольку период поступления сигналов на его вход наименьший. Для его нормальной работы необходимо иметь
