Лічильники і подільники
1. Поняття і призначення лічильника
Лічильник призначений для підрахунку кількості одиниць інформації (рахункових імпульсів). Надходження одиниці інформації полягає у впливі на вхід лічильника перепаду напруги 0 - 1 при вході або 1 - 0 при інверсному вході. Так як один імпульс містить той і інший перепади, то його і ототожнюють із одиницею інформації незалежно від типу входу лічильника.
Лічильник має K n стійких станів, кожне з яких повторюється після підрахунку K n лічильних імпульсів. Інакше кажучи, рахунок імпульсів здійснюється з коефіцієнтом (модулем) перерахування K n .
За способом кодування числової інформації розрізняють лічильники з позиційним (одиничним, двійковим, десятковим і т.д.) і непозиційних (наприклад, в кодах Грея) кодуванням. У лічильниках з позиційним кодуванням числове вираження поточного стану визначається формулою:
В
де n - кількість розрядів; Q i - логічне значення розряду (Q i = 0,1); M i - вага i -го розряду.
У лічильниках з непозиційних кодуванням розряди не мають постійних ваг, і числове вираження стану наказується кожному набору значень Q i . Цей тип лічильників зустрічається на практиці істотно рідше, ніж лічильники з позиційним кодуванням.
Нижче розглядаються найбільш поширені лічильники, провідні рахунок у двійковій системі числення, - виконавчі лічильники основу їх побудови покладено n лічильних тригерів. Кожному з них ставиться у відповідність один певний вага з набору: 2 0 , 2 1 , ..., 2 n -1 . Кількість надійшли імпульсів представляється у вигляді суми
В
або для стислості запису - у вигляді позиційного набору Q n -1 Q n -2 ... Q 1 Q < sub> 0 . Максимальний коефіцієнт перерахунку двійкового лічильника K n = 2 n . p> Лічильники підрозділяються ще за іншими класифікаційними ознаками. За призначенням розрізняють суммирующие, віднімаються реверсивні; за способом запуску - асинхронні і синхронні; за способом організації перенесення - з послідовним, наскрізним і паралельним переносами.
Основними параметрами лічильників є: роздільна здатність, час установлення та ємність.
Роздільна здатність-це мінімальний період проходження рахункових імпульсів T ст , при яких зберігається працездатність лічильника. Зворотний величина
В
характеризує максимальну частоту рахунку.
Час встановлення T вуст - це інтервал між початком подачі на вхід лічильного імпульсу і моментом закінчення найтривалішого перехідного процесу в лічильнику.
Параметри T ст і T вуст характеризують швидкодію лічильника.
Ємність лічильника визначається максимальним числом імпульсів, яке він може зареєструвати. Чисельно ємність дорівнює коефіцієнту перерахунку K п .
Подільники-це ті ж лічильники, але мають, як правило, один вихід, на якому з'являється імпульсний сигнал після кожних K п лічильних імпульсів. Нерідко передбачається можливість змінювати коефіцієнт ділення K п за допомогою спеціального керуючого коду. У принципі подільники можна будувати і на основі двійкових лічильників, підключивши до виходів дешифратор якого одного стану.
У більшості практичних випадків інтегральні перелічувальні пристрої робляться комбінованими - лічильниками-дільниками. З цією метою лічильник доповнюють дешифратором старшого стану, вихідний сигнал якого може бути використаний як сигнал переносу при нарощуванні розрядності за допомогою декількох мікросхем, або як вихідний сигнал дільника.
В
2. Лічильники з послідовним перенесенням
2.1 Підсумовуючі лічильники
Суммирующий лічильник повинен функціонувати так, щоб при вступі на його вхід одного імпульсу записане в ньому число збільшилася на одиницю. Принцип побудови підсумовуючого лічильника випливає з правила додавання до двійкового числа одиниці. Відповідно до цього правила, наприклад, трехразрядного лічильник повинен послідовно приймати стану 000, 001, 010, 011, 100, ..., 111. p> Видно, що тригер молодшого розряду перемикається кожним рахунковим імпульсом, тобто входом лічильника служить вхід цього тригера. Стани другого і третього тригерів змінюються відповідно кожним другим і четвертим імпульсом. Це забезпечується послідовним з'єднанням тригерів.
З правила додавання до двійкового числу одиниці також відомо, що зміна значення i-го розряду відбувається тоді, коли до додавання черговий одиниці всі попередні розряди були одиницями. Звідси випливає правило: якщо тригери мають прямий рахунковий вхід, то він пі...
