4.3. Счетчики с параллельным переносом
В счетчиках с параллельным переносом (синхронных счетчиках) тактовые импульсы подаются одновременно на все разряды, однако из-за наличия специальной логики срабатывают только те триггеры, состояния которых соответствуют коду числа импульсов, поступивших на его вход. Схема трехразрядного синхронного счетчика на RS-триггерах приведена на рис. 4.4.
Рис. 4.4
Исходное состояние соответствует коду 000. После подачи первого импульса выход Q1 будет соответствовать уровню логической 1, при этом будет подготовлен к срабатыванию первый логический элемент «И». В счетчике будет записан код 001. Второй счетный импульс переведет первый триггер в нулевое состояние, а Q2 – в единичное. В счетчике запишется код 010. Теперь первый и второй логический элемент будут закрыты, а после подачи третьего импульса первый триггер перейдет в единичное состояние и в счетчике запишется состояние 011. Оба логических элемента перейдут в состояние пропускания счетных импульсов. После подачи четвертого импульса все триггеры срабатывают, что соответствует коду 100. Пятый импульс переведет счетчик в состояние 101 и т.д.
Быстродействие определяется выражением:
, (4.2)
где tЗД.И – время задержки схемы «И».
Счетчик с параллельным переносом можно построить и на многовходовых J-K-триггерах без использования дополнительных логических элементов. На рис. 4.5 изображена схема двоично-десятичного счетчика, работающего в коде 8-4-2-1, а состояния его разрядов приведено в табл. 4.1.
Рис. 4.5
Таблица 4.1
Принцип работы счетчика примерно такой же, как и счетчика на R-S-триггерах, роль логических элементов выполняют дополнительные J-K- входы.
4.4. Реверсивные счетчики
Реверсивные счетчики являются более универсальными устройствами вследствие того, что они предназначены как для суммирования, так и для вычитания сигналов, однако являются более сложными.
Рассмотрим
двухразрядный реверсивный счётчик с
последовательным переносом (рис. 4.6). В
режиме сложения на шину
подается уровень логической «1», а на
шину
–
уровень логического нуля. Схема переноса
«И-ИЛИ» собрана на однотипных элементах
«И-НЕ». Сигнал от предыдущего разряда
к последующему поступает с прямого
выхода «Q».
Рис. 4.6
При
подаче на шину
уровня «0», а на вход
–
уровня «1» счетчик работает в режиме
вычитания, так как счетные импульсы от
младшего разряда к старшему передаются
с инверсных выходов
.
4.5. Кольцевые счетчики
Эти счетчики относятся к счетчикам, состоящим из n-триггеров. Кольцевые счетчики отличаются тем, что последнее состояние характеризуется записью «1» в самый младший разряд и «0» в остальные разряды. Кольцевой счетчик имеет n-состояний (табл. 4.2).
Таблица 4.2
Номер вх. имп. |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
…… |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
…… |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
…… |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
…… |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
…… |
0 |
0 |
…. |
…. |
…. |
…. |
…. |
…. |
…. |
…. |
n-2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
…… |
1 |
0 |
n-1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
…… |
0 |
1 |
N |
1 |
0 |
0 |
0 |
……. |
0 |
0 |
Схема кольцевого счетчика представлена на рис. 4.7.
Рис. 4.7
Более совершенной схемой кольцевого счетчика является схема с автоматической коррекцией состояний, которая имеет вид, представленный на
рис. 4.8.
Рис. 4.8
В предыдущей схеме установка в исходное состояние осуществляется подачей на один из выходов А или В уровней логического нуля и подачей затем серии из n импульсов. После этого на оба входа А и В подается логическая «1», а на тактовый вход только один импульс. При этом в триггер T1 записывается «1», а в остальные – нули. Этот процесс занимает определенное время. В последней схеме, независимо от того, в каком состоянии после включения питания окажутся триггеры, после подачи четырех тактовых импульсов установится исходное состояние (1000).