1.1 Суммирующие двоичные счетчики

На рис. 1 приведена схема и временные диаграммы, поясняющие работу четырехразрядного суммирующего двоичного счетчика с цепями последовательного переноса (инверсный выход i-го разряда (триггера) соединен со входом (i+1)-го разряда). Счетчик построен наD-триггерах, тактируемых фронтом синхроимпульса, преобразованных в асинхронные Т-триггеры (инверсный выход триггера () соединен с информационным входом (D_i)).

Входом счетчика служит вход крайнего левого триггера (Т₀), двоичный код результата счета формируется на выходах триггеровQ₀, Q₁, Q₂, Q₃(Q₀– младший, аQ₃– старший разряды результата счета). Емкость рассматриваемого счетчика К=2⁴=16, поэтому максимальное показание счетчика, соответствующее подаче на его вход 15 счетных импульсовQ₃Q₂Q₁Q₀=1111₂=12³+12²+12¹+12⁰=15₁₀. 16-й счетный импульс устанавливает все триггеры в исходное (нулевое) состояние, следовательно, шина“сброс”(установка“0”) необходима лишь в начале работы счетчика. Так как после подачи каждого очередного входного импульса Т-триггер переходит в противоположное состояние, период следования импульсов на выходах каждого разряда в два раза больше, чем на его входе. В любой момент времени состояние счетчика (триггеров его образующих) однозначно определяет число импульсов, поступивших на его вход. Так, например, после поступления на вход счетчика 3-х счетных импульсов триггеры (разряды) счетчика перейдут в состоянияQ₃=0, Q₂=0, Q₁=1, Q₀=1(см. рис. 1, б), т.е. результат счета 0011, а после 7-го счетного импульса – 0111 и т.д.

1.2 Вычитающие двоичные счетчики

В вычитающих счетчиках каждый очередной счетный импульс уменьшает результат счета на единицу, т.е. обеспечивается обратный счет. Изменение направления счета при построении счетчика на базе триггеров, аналогичных примененным в п. 1.1, достигается изменением характера межразрядных соединений – вход (i+1)-го разряда соединен с прямым выходомi-го разряда.

Рис. 1. Суммирующий двоичный счетчик: а) схема,

б) временные диаграммы, в) условное изображение

На рис. 2 приведена схема и временные диаграммы четырехразрядного вычитающего двоичного счетчика.

Рис. 1. Суммирующий двоичный счетчик: а)схема,

б) временные диаграммы, в) условное изображение

Из временных диаграмм следует, что первый из последовательности счетных импульсов устанавливает все триггеры в единичные состояния (N=N_max=15). Каждый последующий счетный импульс уменьшает результат счета на единицу. Емкость счетчика равна 16, следовательно, 16-й счетный импульс вновь установит все триггеры в единичные состояния.

Временные диаграммы (рис. 2, б) изображены с учетом вносимых триггерами задержек (время, необходимое для переключения триггера). Их анализ позволяет определить динамические параметры счетчика: время следования t_сл.=4, где- время переключения триггера, а также время регистрацииt_р=4, соответствующее самому длительному переходному процессу – переходу счетчика из состояния 0000 в состояние 1111.