Счетчики с последовательным переносом
Первый разряд счетчика, будучи счетным триггером, переключается каждым входным импульсом. Каждый последующий разряд счетчика получает переключающий перепад (1/0 или 0/1) от предыдущего разряда – переключающий перепад распространяется вдоль цепочки триггеров счетчика последовательно.
Рисунок 4.3.1
Структура суммирующего счетчика. Схема суммирующего счетчика с последовательным переносом приведена на рис. 4.3.1, а. С поступлением каждого входного импульса число в счетчике увеличивается на единицу. Если в данном разряде присутствует 1, то под воздействием перепада, поступающего от предыдущего, он обнуляется, и единица переносится в следующий разряд. Если же в данном разряде 0, то в него записывается 1.
На рис. 4.3.1, б представлено условное изображение 4-разрядного счетчика. На счетный С-вход поступают импульсы. Лог. 1 на входе R сбрасывает все разряды счетчика в нуль. По входам предварительной установки Do – D3 в счетчик может быть записано число, его занесение должно сопровождаться лог. 1 на входе разрешения V. Число, занесенное в счетчик, фиксируется на его выходах двоичным кодом с «весами» разрядов 1–2–4–8, что отмечено на правом поле рис. 4.3.1, б. На выходе Р+ появляется лог. 1 с поступлением на вход 16-го импульса, т. е. вслед за тем, как предыдущими 15-ю импульсами все разряды счетчика были установлены в 1.
Суммирующий счетчик функционирует по правилам сложения двоичных чисел. Это легко проследить по временной диаграмме, изображенной на рис. 7.3, где крестиками отмечены переключающие перепады 1/0. Рассмотрим действие на счетчик, к примеру, шестого импульса. По его спаду триггер Т1 устанавливается в 0, перепад 1/0 на его выходе Q, переключает в 1 триггер Т2, а триггер Тъ остается в прежнем (единичном) состоянии, так как перепад 0/1 на выходе Q2 не является переключающим. Аналогично можно рассмотреть действие и других импульсов.
Рисунок 4.3.2.
Из временных диаграмм (см. рис. 4.3.2) можно сделать следующие выводы:
– с наибольшей частотой (равной частоте входных импульсов) переключается входной триггер счетчика;
– частота импульсов на выходе каждого триггера вдвое меньше частоты импульсов на его входе, а n разрядов счетчика делят частоту входных импульсов в 2n раз. При поступлении на вход рассмотренного счетчика восьми импульсов (в общем случае 2n) на выходе Q3 формируется один импульс; таким образом, счетчик является делителем числа входных импульсов с коэффициентом деления (пересчета), равным емкости счетчика Ксч;
– при поступлении на вход суммирующего счетчика 2n импульсов (для трехразрядного счетчика – восьми) он переполнется: все триггеры устанавливаются в 0 (счетчик обнуляется). Девятым импульсом рассмотренный счетчик вновь начинает заполняться;
– максимальное число, которое может содержать счетчик, на единицу меньше его емкости N= Кcч – 1 = 2n – 1. Максимальное число в трехразрядном счетчике (когда на всех прямых выходах разрядов присутствуют единицы) равно 7 (23 – 1);
– в момент, предшествующий переключению очередного разряда, все предыдущие разряды счетчика находятся в состоянии 1.
Если в счетчике использованы триггеры, переключающиеся перепадом 0/1, то вход последующего триггера нужно соединить с инверсным выходом предыдущего, на котором формируется этот перепад, когда по основному выходу триггер переключается из 1 в 0.
Рисунок 4.3.3