1.Основні теоретичні відомості про лічильникові схеми

1.1 Визначення та класифікація лічильників

Лічильником (ЛЧ) називають цифровий автомат для зберіганн довільного nрозрядного числа, що дозволяє збільшити (зменшити) це число на одиницю чи задану константу та часто має ланцюги установки нуля. Лічильники можуть виконувати також функції прийому і видачі чисел.

Максимальне число стійких внутрішніх станів лічильника називають його модулем N. Модуль – це максимальне число одиничних вхідних (лічильних сигналів), які може рахувати лічильник.

Число тригерів (елементарних автоматів), необхідних для побудови лічильника, дорівнює числу його розрядів та визначається з формули n=]log2N[. Дужки ][ означають округлення в бік більшого цілого числа (округлення нагору).

Вхідний сигнал обумовлює перехід лічильника з одного стійкого стану в іншій. Номери станів відраховуються від деякого початкового (нульового) стану.

Звичайно передбачається можливість переходу лічильника з довільного стану в початковий під дією спеціального керуючого сигналу установки до нуля (У0). Крім того, лічильник може встановлюватися в початковий стан після завершення одного циклу роботи – підрахунку числа вхідних сигналів, яке дорівнює модулю лічильника.

За функціональними ознаками лічильники класифікуються наступним чином. За модулем лічення ЛЧ поділяють:

– на двійкові лічильники або лічильники за модулем N, де N = 2n (n = .=.

1, 2, 3, ...), тобто модуль двійкового лічильника дорівнює цілому ступеню числа 2:

– на недвійкові лічильники або лічильники за модулем М (лічильники з довільним модулем), де 2n -1 < M < 2n .

За напрямом рахування розрізняють: – прості лічильники (тільки підсумовуючі або тільки віднімальні); – реверсивні лічильники.

За видом порозрядного переносу (перенесення) розрізняють лічильники: – з послідовним перенесенням (асинхронні лічильники);

– з паралельним або одночасним перенесенням (синхронні лічильники);

– з паралельно-послідовним (комбінованим) перенесенням.

За порядком зміни станів ЛЧ діляться на: – лічильники з природничим порядком лічення; – лічильники з довільним порядком лічення Прості лічильники можуть рахувати тільки в одному напрямку, тобто або тільки додавати вхідні сигнали до коду, що сформувався у лічильнику, або тільки віднімати вхідні сигнали з цього коду. Реверсивні лічильники залежно від керуючих сигналів можуть, таким чином, лічити як в прямому, так і в зворотному напрямах.

Основні характеристики лічильників, які визначають їх швидкодію – розділювальна здатність та час встановлення (реєстрації) коду лічильника. Під розділювальною здатністю розуміють мінімально допустимий період Т прямування вхідних сигналів, за яким лічильник працює без збоїв. Час встановлення коду являє собою інтервал часу між моментом надходження вхідного сигналу та моментом закінчення самого довгого перехідного процесу в схемі при переході до нового стійкого стану.

Важливим окремим випадком лічильників з довільним модулем є двійково-десяткові (чи просто десяткові) лічильники з модулем лічення

2³ < M < 2⁴. Для представлення однієї десяткової цифри двійково-десятковий лічильник повинен утримувати не менш як чотири тригери.

Але оскільки чотирирозрядним лічильником можна представити

16 різноманітних станів, то синтез таких лічильників полягає у виключенні шести надмірних станів та забезпеченню обраного порядку перерахунку

10 станів, що залишились.