Конспект по «Импульсной Технике» (стр. 5 )

14.Счетчики.

Счетчиками называются устройство, которое считает количество импульсов, поступающих на вход, формирует результат счета и хранит его. Счетчики могут работать в режиме счета и режиме деления. Счетчик образуется цепочкой из n-триггеров со счетным запуском, каждый из которых хранит один разряд. Число Kcч=2

Называется коэффициентом счета или модулем счета.

Счетчики бывают суммирующие, вычитающие, реверсивные, т. е. работающие в режиме сложения и вычитания. Последовательности переключений счетчики бывают с последовательным переносом и с параллельным переносом. При параллельном переносе переключение триггеров происходит почти одновременно.

Этот счетчик с последовательным переносом. Он построен на T-триггерах ( со счетным запуском).

Рассмотрим пример:

101101                        111000

+  1                        +  1

101110                        111001

Младший разряд переключается всегда. Каждый следующий разряд переключается в том случае, если предыдущий переключается из 1 в 0. Переключение разрядов происходит последовательно. Импульсы, которые нужно посчитать передаются на вход младшего разряда. Младший разряд переключается с каждым импульсом. При переходе из 1 в 0 переключается следующий разряд. Переходом из 1 в 0 входного импульса устанавливается в единицу триггер младшего разряда. Перепад из 0 в 1 не переключит последующий триггер.  Второй входной импульс возвращает триггер Т1 в нулевое состояние.

На выходе Т1 образуется переход из 1 в 0, кот. опрокидывает триггер Т2. На выходе Т2 образуется переход из 0 в 1, кот. не переключает Т3.

Третий импульс опрокидывает Т1 из 0 в 1- этот переход не переключает Т2. На выходе счетчика код 011 это соотв. 3-м в десятичном коде. Четвертый импульс возвращает Т1 в нулевое состояние. Перепад из 1 в 0 опрокидывает код 100, что соотв. 4-м в десятичном коде.

       

Выводы:

С наибольшей частотой равной частоте входных импульсов, переключается триггер младшего разряда. Частота импульсов на выходе каждого следующего триггера в 2-е меньше частоты импульсов предыдущего триггера. Для 3-разрядного счетчика изображенного на схеме модуль счета Kсч=2=8. Момент переключения очередного разряда все предыдущие разряды находятся в сост. 1-цы. 8 импульс для трехразрядного счетчика является импульсом переключения, все разряды обнуляются.

Девятый импульс начинает счет снова. Число зарегистрированных счетчиком импульсов =2-1. Если счетчик используется для  счета импульса, то его емкость Ксч должна быть больше максимально возможного количества импульсов.

14.1.Вычитающие счетчики с последовательным переносом.

Число входных Импульсов	Т3 (Q3)	T2 (Q2)	T1 (Q1)	Двоичный код
0	1	1	1	000
1	1	1	0	001
2	1	0	1	010
3	1	0	0	011
4	0	1	1	100

Рассмотри примеры:

111001                                111000

-  1                                        -  1

111000                                110111        

Младший разряд счетчика переключается всегда. Каждый следующий разряд переключается если предыдущий переключается из 0 в 1. Счетные импульсы при вычитании подаются на вход Т1 младшего разряда. Между собой триггеры должны соединяться. А между собой триггеры могут быть соединены чтобы обеспечить переключение последовательность триггера если предыдущий по прямому выходу переходит из 0 в 1.Для выполнения этого условия счетный вход последующего импульса должен быть соединен с инверсным выходом предыдущего. Если триггер переключается переходом 1 в 0, или прямы если триггер переключается переходом 0 в 1. На схеме изображен вычитающий счетчик с последовательным переносом. Триггер переключается переходом 1 в 0. В триггеры записываются двоичные разряды по входам S.

       Рассмотрим пример:

                       110                101                        100

S1 S2 S3=110.         -  1                -  1                        -  1

                       101                100                        011

Первым входным импульсом триггер Т1 переключает из 0 в 1 по прямому выходу при этом на инверсном выходе возникает перепад из 1 в 0, кот. переключает Т2 в состояние 0. В результате в счетчике записывается число 101, число соответствующее 5 в десятичной системе исчисления.

С приходом следующего импульса Т1 опрокидывается из 1 в 0 по прямому выходу. На инверсном выходе возникает перепад из 0 в 1 не может переключить 2 триггер.

В результате в счетчике записывается число 100 что соотв. 4 в десятичной системе исчисления. С приходом 3-го импульса Т1 опрокидывается из 0 в 1. Перепад из 0 в 1 на прямом выходе, а на инверсном выходе из 1 в 0, кот. опрокидывает Т2 в состояние 1. На инверсном выходе Q’2 формируется перепад из 1 в 0, кот. опрокидывается Т3 в состояние 0. На выходе счетчика сигнал 011 что соотв. 3. После 6 входного импульса во все разряды будут записаны 0. Седьмой(7) импульс, воздействуя на обнуленный счетчик установит все разряды в состояние 1.

       Недостатком счетчиков с последовательным переносом явл:

-малое быстродействие

-младшие разряды во время переключения старших могут принимать следующие импульсы такое промежуточное состояние может быть принято за двоичный код неправильного результата.

Число входных Импульсов	Т3	Т2	Т1	Двоичный код
5	0	1	0	101
6	0	0	1	110
7	0	0	0	111

14.2.Счетчики с параллельным переносом.

Ко всем разрядам таких счетчиков информация о состоянии предыдущих разрядов поступает параллельно, так же одновременно к ним поступают  входные импульсы. Разряды переходят в новое состояние одновременно. Переключение разрядов нужной последовательности обеспечивается логическими  цепями, кот. при поступлении входного импульса одни триггеры удерживают от переключения, а другим разрешают переключаться. Триггер такого счетчика кроме счетного входа должен иметь информационные входы, на кот. поступают 53 разрешения или запреты с логических цепей.

Очередной разряд суммирующего счетчика должен переключаться входным импульсом в 1. Когда все предыдущие разряды уже находятся в состоянии.

Такое условие выполняется, если на информационный вход каждого триггера подать конъюнкцию сигналов с прямых входов предыдущих триггеров. С выхода схемы поступает разрешающее переключение 1, если все предыдущие триггера находятся в состоянии единицы. По сигналу на счетном входе триггер переключится. Суммирующий счетчик с параллельным переносом построен на УК-триггерах. На входы “C” всех триггеров счетные импульсы поступают одновременно на все входы. Входы У и К триггеров объединены. На входы У и К триггера 1-постоянно подается 1. Триггер 1 переключается единицей. Триггер 1 переключается каждым счетным импульсом. Триггер 2 переключается при Q1=1. Триггер 3-переключается при Q1 и Q2=1. На выходе схемы &-единица. Триггер 4-переключ., если Q1 и Q2 и Q3 =1.

15.Триггер Шмидта.

  (б)

       

(в)

 

15.1.D и DV - триггеры