Принцип работы двоично счётчика.

Счетчик - такое устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счетчики строятся на Т - триггерах.. В суммирующем счетчике состояние счетчика ( двоичный код на его выходах) с каждым импульсом увеличивается на единицу. Принцип построения и таблица истинности суммирующего счетчика отражены на рис.

В вычитающем счетчике состояние счетчика ( двоичный код на его выходах) с каждым импульсом уменьшается на единицу. Принцип построения и таблица истинности вычитающего счетчика отражены на рис.165 и в таблице 25. В чистом виде Т - триггеров в интегральном исполнении нет. Т- триггеры получаются путем преобразования L и JR - триггеров.

Если количество триггеров в счетчике ограничено и равно n, а число поступающих импульсов не ограничено, то двоичный код, формируемый на выходах суммирующего счетчика, будет меняться от минимального значения (0) до максимального (2n - 1), повторяясь периодически через 2n импульсов. При использовании вычитающего счетчика его состояние в пределах цикла будет уменьшаться от (2n-1) до нуля. Для однозначного фиксирования числа поступивших импульсов количество триггеров в счетчике должно быть равно n = log2 Kгде n - количество триггеров в счетчике, K - максимальное число импульсов, поступающих на вход счетчика.

Цифровые ЗУ- наз. устройства предназначенные для записи, хранения и считывания информации представленной в цифровом коде.

Основные электрич. параметры:

1.статические(определяют работу устройства в установившемся режиме):

-входные; -выходные;-общие(напряжение питания , потребляемый ток)

2.динамические(определяется временными процессами(в режимах записи)):

-время выбора микросхем;-время выбора адреса;-время выбора сигнала;-время чтения;-время записи.

3.классификационный(разделяется на группы и серии):бит,кбит,Мбит и т.д.

Основные характеристики ЗУ:

-информационная ёмкость;

-быстродействие;

-время хранения информации.

По функциональному назначению:

1.ОЗУ Оперативное запоминающее устройство(устройство памяти, обеспечивающее режимы записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки);

2.ПЗУ постоянное запоминающее устройство- уст-во памяти предназначенное только для чтения неизменной информации заносимой при программировании.

3.ППЗУ (программиров. постоянно запоминающее устройство ) EPROM, EEPROM

По способу хранения информации:

Статические, динамические, статические синхронные и асинхронные.

По способу обращения к массиву:

-адрессные: с произвольным доступом и с последовательным

-ассоциативные.

В связи с ограничениями на построение параллельных счетчиков большой разрядности широкое распространение получили счетчики с групповой структурой, в которых счетчик разбивается на группы, связанные цепями межгруппового переноса (рис. 5, а) [1]. При единичном состоянии всех триггеров группы приход очередного входного сигнала создаст перенос из этой группы. Эта ситуация подготавливает межгрупповой конъюнктор к прямому пропусканию входного сигнала на следующую группу. В наихудшем для быстродействия случае, когда перенос проходит через все группы и поступает на вход последней,   , где l – число групп и Tdl – время установления кода в группе.

 

 

Рис. 5. Схемы счетчиков групповой структуры

 

Если уменьшить разрядность группы до единицы и использовать синхронные Т-триггеры, то получится схема синхронного счетчика с последовательным переносом (рис. 4, б). Схема относится к числу синхронных, так как все триггеры срабатывают одновременно под действием единого входного сигнала. В этом проявляется быстрая реакция схемы на входной сигнал, такая же, как и в счетчике с параллельным переносом. Однако по максимальной частоте входных сигналов эта схема существенно отличается от схемы с параллельным переносом, поскольку до подачи нового входного сигнала требуется предоставить время цепочке вентилей установиться в новое состояние путем их последовательного переключения.

В развитых сериях ИС обычно имеется по 5 – 10 вариантов двоичных счетчиков, выполненных в виде четырехразрядных групп (секций). Каскадирование секций может выполняться путем их последовательного включения по цепям переноса, организации параллельно-последовательных переносов или, для более сложных счетчиков с двумя дополнительными управляющими входами разрешения счета и разрешения переноса, путем организации параллельных переносов и в группах и между ними.

Особенностью двоичных счетчиков синхронного типа является наличие ситуаций с одновременным переключением всех его разрядов (например, для суммирующего счетчика при переходе от кодовой комбинации «11...1» к комбинации «00...0» при переполнении счетчика и выработке сигнала переноса). Одновременное переключение многих триггеров создает значительный токовый импульс в цепях питания цифровых устройств и может привести к сбою в их работе. Поэтому в руководящих материалах по использованию некоторых БИС/СБИС программируемой логики, в частности, имеется ограничение на разрядность двоичных счетчиков заданной величиной k (например, 16). При необходимости применения счетчика большей разрядности рекомендуется переходить к коду Грея, для которого переходы от одной кодовой комбинации к другой сопровождаются переключением всего одного разряда. Правда, для получения результата счета в двоичном коде придется использовать дополнительно преобразователь кода, но это является платой за избавление от токовых импульсов большой интенсивности в цепях питания.

Пример условного обозначения счетчика приведен на рис. 6.

 

 

Рис. 6. Условное обозначение двоичного реверсивного счетчика со сбросом, параллельной загрузкой и выходами переноса и заема.