Cборник_ЛР

Вычитающий счетчик с последовательным переносом показан на рис.8.3,

а на рис.8.4 - его тактовая диаграмма.

Reset

Рис.8.3. Вычитающий счетчик с последовательным переносом

Т

t

Рис.8.4. Тактовая диаграмма вычитающего счетчика с последовательным переносом

Если вход второго и последующих триггеров в счетчике подсоединить к инверсному выходу предыдущего триггера, на выходах триггеров происходит поразрядное вычитание “по модулю 2”, числа на выходе в каждом такте уменьшаются на 1, что и видно из тактовой диаграммы рис.8.4. Поскольку на тактовые входны триггеров передаются сигналы с инвертированных выходов предыдущих, то срабатывание последнего триггера происходит после сраба-

154

Reset

Рис.8.6. Счетчик параллельного типа Счетчик с параллельным переносом. Для ускорения передачи информации

применяют счетчики с параллельной организацией обработки данных. Ин-

формация в них передается одновременно с выхода каждого триггера на логи-

ческие элементы, включенные параллельно триггерам (рис.8.6). Задержка в логических элементах меньше, чем в триггерах, поэтому процедура счета происходит быстрее.

155

Известно несколько способов синтеза двоично-кодированных счетчиков с модулем счета, не являющимся степенью числа 2:

- принудительная запись в триггеры вычитающего счетчика числа

M = Kсч 1, определяющего модуль счета, рис.8.7;

- принудительный сброс в суммирующем счетчике после того, как прошло необходимое число тактов, формирующих на выходах триггеров число, за-

данное как модуль счета, рис.8.8;

- классический метод синтеза функций возбуждения триггеров в счетчи-

ках с параллельным переносом. В этом методе на управляющие входы тригге-

ров подаются сигналы блока комбинационных управляющих схем. Общая структурная схема выглядит, как на рис.8.9. Управляющие функции возбуж-

дения триггеров получаются путем синтеза из таблицы переходов счетчика, (см. пример далее);

- метод исключения лишних состояний. Этот метод является частным случаем классического метода, при котором заранее известные функции воз-

буждения полного счетчика принудительно переводятся в исходное состояние в моменты достижения числа M = Kсч – 1 в суммирующих синхронных счет-

чиках (или принудительно переводятся в значение, соответствующее числу

M = Kсч – 1 в моменты достижения нулевого значения на выходах вычитающе-

го синхронного счетчика).

Таким образом, при классическом подходе к синтезу функций возбужде-

ния триггеров неполных счетчиков, значения этих функций в “лишних” со-

стояниях могут быть выбраны произвольно (см. пример далее).

В методе исключения лишних состояний фактически изменяется только одно значение в таблице переходов полного счетчика, которое соответствует модулю счета. Причем, необходимо изменять только те функции возбужде-

ния, значения которых в момент окончания счета отличаются от функций воз-

буждения полного счетчика.

156

Рис.8.7. Вычитающий счетчик с принудительной записью модуля счета

&

Reset 1

Рис.8.8. Суммирующий счетчик с принудительным сбросом (Ксч = 6)

157

ций возбуждения триггеров записываются значения управляющих сигналов триггера (в данном случае значения сигналов vi), необходимые для осуществ-

ления переключения счетчика из текущего значения Qn в следующее значение

Qn+1.

В нашем примере модуль счета счетчика Kсч = 6, т.е. минимальная разряд-

ность счетчика равна 3. При модуле счета Kсч = 6 в рабочем цикле счетчика задействованы числа от 0 до 5, т.е. при текущем значении Qn = 5 следющим значением должно быть Qn+1 = 0. Таким образом, последние два числа 6 и 7 из всех возможных значений трехразрядных двоичных чисел из рабочего цикла исключаются, а в таблице этим значениям Qn можно сопоставить произволь-

Примечание. В скобках указаны значения для полного счѐтчика с Kсч = 8.

После заполнения таблицы переходов счетчика и доопределения значений функций возбуждения, сответствующих “лишним” значениям Qn можно по

159

Теперь можно получить схему счетчика, показанную на рис.8.11

Reset

Рис.8.11. Схема суммирующего счѐтчика, полученная классическим методом (Kсч = 6)

160

В заключение рассмотрения классического метода синтеза счетчиков,

можно сказать, что этот метод может быть использован для синтеза последо-

вательностных устройств с произвольной таблицей переходов, построенных

на любом типе динамических триггеров.

Метод исключения “лишних” состояний поясним также на примере сум-

мирующего счетчика с Kсч = 6.

В [2] показано, что в полных суммирующих счетчиках, построенных на

динамических TV-триггерах управляющие функции V(Q) определяются как

i 1 viполн qj .

j 0

В рассматриваемом примере, для получения Kсч = 6 в таблице переходов полного счетчика требуется изменить значения функций возбуждения в стро-

разрядами и, для получения модуля счета Kсч = 6, требуется изменить значе-

ния функций возбуждения только для триггеров двух старших разрядов.

Введем функцию CLR q2 q1 q0 , которая равна “1” только при Qn = 5 (1012). Тогда необходимое изменение функций возбуждения v можно выра-

зить следующим образом:

v = vполн + CLR, при vполн = “0”, a v = “1”; v = vполн CLR, при vполн = “1”, a v = “0”.

В случае Kсч = 6, Vполн = 0112 и V = 1012:

v1 v1полн CLR q0 CLR ; v2 v2полн CLR q1 q0 CLR .

Функцию v0 изменять не требуется.

Соответствующая схема счетчика изображена на рис.8.12.

161

CLR

Reset

&

Рис.8.12. Схема суммирующего счѐтчика, полученная методом исключения лишних состояний (Ксч = 6)

Число импульсов, поступающих на вход счѐтчиков, отображается на вы-

ходе в двоичном коде. В ряде случаев необходимо, чтобы каждому входному импульсу соответствовал сигнал на единственном из выходов устройства

(унитарный код, код ”1 из N”). С наименьшими затратами данная задача ре-

шается при использовании кольцевых счѐтчиков (рис.8.13), представляющих собой сдвиговый регистр, выход последнего разряда которого подсоединѐн к входу первого разряда.

162