2.14 Цифровые счетчики импульсов
Счетчиком импульсов – называется устройство, производящее счет числа, входных импульсов и фиксирующее это число в каком либо коде.
Счетчик строят на основе триггеров, поэтому счет импульсов ведется в двоичной системе счисления.
В устройствах цифровой обработки информации часто выполняется операция счета импульсов. Электрический сигнал преобразуют в импульсную последовательность, один из параметров которой содержит информацию о ее значении. Эта импульсная последовательность обрабатывается, делится на определенное целое число, подсчитывается и индицируется цифровыми индикаторами.
Классификация счетчиков:
1 По коэффициенту (модулю) счета:
двоичные (бинарные);
двоично-десятичные (декадные) или с другим основанием счета;
с произвольным постоянным модулем;
с переменным модулем N = 2n
2 По направлению счета:
суммирующие,
вычитающие,
реверсивные.
3 По способу организации внутренних связей:
с последовательным переносом,
с параллельным переносом,
с комбинированным переносом,
кольцевые.
Модуль счетчика – это число различных состояний, через которые проходит счетчик в процессе одного полного цикла счета.
Назначение счетчиков:
перечет числа некоторых событий или временных интервалов;
упорядочение событий в хронологической последовательности;
для адресации;
в качестве делителей частоты и элементов памяти.
Классификационные признаки независимы и могут встречаться в разных сочетаниях.
Введением дополнительных логических связей двоичные счетчики могут быть обращены в недвоичные. Десятичные счетчики работают с К = 10, двоичные с К = 2.
Десятичные счетчики образуются из четырех разрядных двоичных счетчиков.
В суммирующем счетчике каждый входящий импульс увеличивает число, записанное в счетчик на единицу. Вычитающий счетчик действует обратным образом.
Реверсивный счетчик может работать в качестве суммирующего и вычитающего. Эти счетчики имеют дополнительные входы для задания направления счета.
Когда счетчик используется в качестве делителя, направление счета не играет роли.
Главное достоинство счетчиков с последовательным переносом – простота схемы. Основной недостаток счетчика с последовательным переносом – сравнительно низкое быстродействие.
Счетчики с параллельным переносом состоят из синхронных триггеров. Они сложнее, но быстродействующие (tз = tз 1тг).
Основные параметры счетчиков:
модуль счета или коэффициент пересчета К;
быстродействие счетчика;
tсч. – частота счетных импульсов;
tусч. – время установки счетчика.
Двоичные счетчики
Счетчик состоит из 3-х последовательно соединенных Т–триггеров, имеющих вход R для установки в состояние «0» (рисунок 2.37).
Q1
Q0
Уст.
«0»
Уст.
«0»
б
– условное обозначение
а
– двоичный трехразрядный счетчик
4
2
1
Счет
Вход
R
ТГ3
ТГ2
ТГ1
R
R
R
T
T
T
Вход
Q2
T
8
7
6
5
1
4
3
2
в
– временная диаграмма работы счетчика
t
t
t
t
Q
Q
Q
0
0
0
0
Рисунок 2.37 – Двоичные счетчики
Таблица переходов двоичного счетчика
№ имп. |
Состояние ТГ |
№ имп. |
Состояние ТГ |
||||
Т3 |
Т2 |
Т1 |
Т3 |
Т2 |
Т1 |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
6 |
1 |
1 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
7 |
1 |
1 |
1 |
3 |
0 |
1 |
1 |
8 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |