1.2 Способи організації перенесень між розрядами лічильника

Синхронні й асинхронні лічильники.

За видом порозрядного перенесення розрізняють лічильники:

• з послідовним перенесенням (асинхронні лічильники);

• з паралельним або одночасним перенесенням (синхронні лічильники);

• з паралельно-послідовним (комбінованим) перенесенням.

• За порядком зміни станів ЛЧ діляться на:

• лічильники з природничим порядком рахування;

• лічильники з довільним порядком рахування.

Прості лічильники можуть рахувати тільки в одному напрямку, тобто або тільки додавати вхідні сигнали до коду, що сформувався у лічильнику, або тільки віднімати вхідні сигнали з цього коду. Реверсивні лічильники залежно від керувальних сигналів можуть рахувати як в прямому, так і в зворотному напрямах.

1.3 Схеми асинхронних двійкових підсумовуючих і віднімаючих лічильників на синхронних і асинхронних тригерах

Проблема швидкодії лічильників вирішується використанням різноманітних методів перенесення між розрядної інформації. Простіше є послідовне перенесення, яке забезпечує найменшу швидкодію. Суть цього методу полягає в тому, що сигнали перенесення з кожного попереднього розряду послідовно розповсюджуються в наступні. Робота кожного наступного розряду можлива тільки після закінчення роботи попереднього.

Лічильники з послідовним перенесенням називають асинхронними. Асинхронні лічильники можуть будуватися як на асинхронних (нетактовних), так і на синхронних (тактовних) тригерах з лічильним входом (Т-тригер). Лічильні сигнали k подаються на лічильний вхід першого тригера, на входи інших тригерів подаються сигнали з прямих виходів сусідніх молодших тригерів. Кожний Т-тригер є лічильником з модулем N=2. Послідовним з'єднанням п таких тригерів за допомогою ланцюгів перенесення отримують модуль N = 2ⁿ. Для побудови віднімаючого асинхронного лічильника організують ланцюги позики підімкненням входів тригерів до інверсних виходів сусідніх молодших тригерів.

Максимальна швидкодія лічильника забезпечується паралельним перенесенням, яке реалізується за допомогою логічних елементів І, що вводяться в кожний розряд лічильника. Функції цих елементів полягають в тому, що з їх допомогою аналізується стан усіх молодших розрядів і залежно від комбінації їх станів виробляється сигнал перенесення.

1.4 Двійково-десяткові лічильники і двійково-десяткові коди

Лічильники з паралельними перенесеннями називають синхронними (СЛЧ), бо всі тригери в них спрацьовують одночасно (синхронно) незалежно від їх розміщення в схемі та від початкового стану лічильника. На рис. 1.1, зображена схема двійкового СЛЧ на синхронних Т-тригерах. Лічильний сигнал подається на входи синхронізації всіх тригерів лічильника разом. Вихідні сигнали перенесення р_i, формуються в кожному розряді одночасно з допомогою схем І як незалежні функції стану всіх молодших розрядів лічильника:

р_i = Q _j = Q ₁ * Q ₂ *…* Q_i , (1.2)

де і=1,2,…,n.

Як буде показано далі, в лічильниках з довільним порядком лічення функції перенесення формуються із станів не тільки молодших, але і старших розрядів, в загальному випадку - із станів довільних розрядів

Рисунок 1.1 – Двійковий синхронний лічильник на Т-тригерах (а) і реальних JK-тригерах (б)

Із виразу (1.2) та рис.1.1,а видно, що число входів ЛЕ І зростає із збільшенням розрядності лічильника. Оскільки число входів в реальних ЛЕ скінчено та навантажувальна спроможність виходів тригерів обмежена, то розрядність лічильників з паралельним перенесенням звичайно невелика і на практиці не перевищує чотирьох.

Реальні JK- тригери на інтегральних елементах мають по три кон'юнктивно зв'язані входи J та K ,що дозволяє здійснити паралельне перенесення без додаткових ЛЕ І в групі з чотирьох тригерів. Тому паралельне перенесення в лічильниках інколи називають груповим.

Багатого розрядний лічильник підвищеної швидкодії розбивають на групи, кожна з яких містить не більше чотирьох тригерів. Групи поєднують між собою послідовно. При цьому останній тригер попередньої групи є джерелом синхронних сигналів для наступної. Такий метод організації перенесень називають паралельно-послідовним (або частково-груповим). З його допомогою забезпечується синхронний режим роботи всередині кожної = 1,2, ...,n.

Порівнюючи методи перенесень, визначимо, що перевагою асинхронних лічильників є простота їх структури.

До недоліків АЛЧ відносяться:

• низька швидкодія через великий час установки коду;

• можливість появи проміжних нестійких станів при установці нового коду в лічильнику.