Анализ существующих схем счетчиков

Таким образом, по прямым выходам счетчик является вычитающим, по инверсным - суммирующим, и полный цикл завершается по окончании восьмого импульса, который переводит счетчик в исходное состояние. Если счетчик должен работать несколько тактов как суммирующий, а затем как вычитающий, то его называют реверсивным.

Рассмотренные счетчики являются последовательными, переключение триггеров (перенос числа) происходит последовательно, одно за другим. Это ограничивает быстродействие и в быстродействующих цифровых системах вынуждает применять счетчики с параллельным переносом, в которых выходные сигналы действуют на входы всех входящих в счетчик триггеров.

Счетчики могут считать не только в двоичной системе, но и в любой другой: троичной, пятеричной, десятичной и т. д.

Рис. 5. Счетчики импульсов на три (а), на пять (б) и диаграмма работы (в).

В частности, на рис. 5 а приведена схема счетчика на три импульса, выполненная на основе JК-триггеров. В исходном положении триггеры находятся в нулевом состоянии: Q1= 0; Q2 = 0 (цепь установки счетчика в нуль не показана). Входы К соединены между собой, и на них постоянно подается напряжение питания (через резистор с сопротивлением в 1 кОм - для ТТЛ-схем и непосредственно - для КМОП-схем), соответствующее 1. На вход J триггера ТТ1 также подается 1, поскольку он соединен с выходом Ǭ2 = 1. Если на входе действует первый импульс, то по его окончании триггер ТТ1 переключается и на его выходе Q1 появляется 1. На входе J триггера ТТ2 в момент действия входного импульса был 0 (поскольку в это время Q1 = 0), и поэтому после его окончания триггер не переключился и на его выходе Q2 остался 0, а на выходе Ǭ2 - 1. Таким образом, в счетчик после окончания первого импульса записывалось число 01. В момент действия второго импульса на входах J и К триггеров ТТ1 и ТТ2 действуют напряжения логической 1, поэтому после его окончания произойдет переключение обоих триггеров и на их прямых выходах Q2 и Q1 появятся сигналы соответственно 1 и 0, т. е. в счетчик будет записано число 10, соответствующее числу 2 в десятичной системе. При этом на входе J триггера ТТ1 действует 0, подаваемый с инверсного выхода триггера ТТ2, на входе J триггера ТТ2 также действует 0, поскольку Q1 = 0. Поэтому после окончания третьего импульса на выходах будут действовать нули: Q2 = 0; Q1 = 0 (соответствующие напряжениям логического 0 на их J-входах). Таким образом, в счетчике после первого импульса записано число 01; после второго - 10; после третьего - 00, т. е. счетчик вернулся в исходное состояние после трех импульсов.

Вполне очевидно, что этот счетчик может быть использован как делитель частоты на три. Для увеличения емкости счетчика число триггеров в нем необходимо увеличивать. В частности, для построения счетчика импульсов по модулю пять (рис. 5, б) необходимо применить три триггера. Для построения счетчика используются JK-триггеры (с двух-, трехвходовыми встроенными в них элементами И). На входы К триггера 3 всегда подается напряжение +5В, соответствующее 1. Пусть в исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состоянии: Q3 = 0; Q2 = 0; Q1 = 0 (цепь установки нуля не показана).

При этом на входах J, К триггера 1, соединенных с инверсным выходом Ǭ3 = 1 последнего триггера, действуют напряжения логических 1; на входах J, К триггера 2 - 0; на входах К триггера 3 - 1 (которая подается постоянно), а на каждом из входов J - 0. По окончании первого импульса (рис. 5, в) переключится лишь триггер 1 и на его выходе появится Q1 - 1. Второй импульс перепишет эту 1 на выход триггера 2 Q2 = 1 и переключит триггер 1 в состояние 0. Третий импульс опять переключит триггер 1 в состояние 1. При этом создадутся условия для переключения триггера 3, так как на входах J будут одновременно действовать 1, подаваемые с выходов триггеров 1 и 2.

Поэтому после окончания четвертого импульса произойдет переключение всех трех триггеров: первый и второй вернутся в состояние 0, а третий переключится в состояние 1 (Q3 = 1). Вследствие этого на входы J, К триггера 1 (соединенные с инверсным выходом Ǭ3) будет подаваться 0 и после окончания пятого импульса изменит свое состояние - переключится в 0 только триггер 3 (так как на входе его встроенного элемента И действуют 0) и счетчик вернется в исходное состояние. Цикл работы счетчика выглядит так: в исходном состоянии показания 000, после первого импульса - 001; после второго 010; после третьего - 001; после четвертого - 100; после пятого - 000.

Интересное из раздела

Проектирование волоконно-оптических линий передач между городами Мелитополь-Луганск
Волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП) на сегодняшнее время переживает расцвет, связанный, в первую очередь с взрывным характером развития в последние годы ...

Проект макета на основе PIC контроллера
Сегодняшний день развития вычислительной техники характеризуется бурным развитием сетевых технологий. При этом, основной упор делается на технологии, позволяющи ...

Проектирование генераторного триода дециметрового диапазона
Генераторные лампы предназначены для генерирования и усиления электрических колебаний низких и высоких частот. По роду работы генераторные лампы можно разде ...