Счётчики с последовательно-параллельным переносом




В связи с ограничениями на построение счётчиков с параллельным переносом большой разрядности широкое распространение получили счётчики с групповой структурой, или счётчики с последовательно-параллельным переносом. Разряды таких счётчиков разбиваются на группы, внутри которых организуется принцип параллельного переноса. Сами же группы соединяются последовательно с использованием конъюнкторов, формирующих перенос в следующую группу при единичном состоянии всех триггеров предыдущих. При единичном состоянии всех триггеров группы приход очередного входного сигнала создаст перенос из этой группы. Эта ситуация подготавливает межгрупповой конъюнктор к прямому пропусканию входного сигнала на следующую группу.

В наихудшем для быстродействия случае, когда перенос проходит через все группы и поступает на вход последней,

tУСТ = t • (ĺ — 1) + tГР,

где ĺ — число групп, tГР — время установления кода в группе.

24)

Условное изображение трехразрядного суммирующего счётчика показано на рис. 34.1, а, на котором символом R обозначен вход общего сброса, си­мволами Q 1, Q 2 и Q 3 – выходы счетчика, CR – выход переноса единицы. Суммирующий вход счётчика обозначается +1, вычитающий -1. Это счетные входы. У асинхрон­ных счётчиков эти входы помечены специальными символами: или , указывающими поляр­ность перепада входного сигнала: 1/0 или 0/1, при которой происходит переключение триггеров счётчика.

 

Для переключения триггеров в счётчиках используют следующие связи: непосредственную, тракт последовательного переноса, тракт параллель­ного переноса. Схема счётчика с непосредственными связями показана на рис. 34.1, б. Первый триггер счётчика Т 1 образует младший разряд. Он пересчитывает входные импульсы по модулю 2, а состояние его выхода воспринимается следующим Т 2 триггером как входные сигналы и снова пересчитываются на 2 и т. д.

Полное представление о состояниях счётчика (рис. 34.1, б), в зависимости от числа поданных на вход импульсов, даёт переключательная таблица (табл. 34.1) и временные диаграммы (рис. 34.1, в), где изображены последовательность входных импульсов (на входе +1), а также состояния триггеров – первого (Q 1), второго (Q 2) и третьего (Q 3). Фронты импульсов на диаграммах показаны идеальными: потенциал, соответствующий логическому 0, считается равным нулю, переключающие перепады для наглядности помечены крестиками.

Рассмотрим воздействие на счётчик, к примеру, шестого (обозначенного на диаграмме цифрой 5) импульса. По его спаду триггер Т 1 устанавливается в 0, перепад 1/0 на его выходе Q 1 переключает в 1 триггер Т 2, а триггер Т 3 остается в прежнем (единичном) состоянии, так как перепад 0/1 на выходе Q 2 не является для него переключающим.

Из диаграммы видно, что частота импульсов на выходе каждого триггера вдвое меньше частоты импульсов на его входе. В момент, предшествующий переключению очередного разряда, все предыдущие разряды счётчика находятся в состоянии 1. Восьмой импульс для трехразрядного счётчика (см. табл. 34.1) является импульсом переполнения: им все триггеры устанавливаются в 0 (счётчик "обнуляется").

Если в счётчике используются триггеры, переключающиеся перепадом 0/1, то вход последующего триггера нужно соединить с инверсным выходом предыдущего, на котором формируется этот перепад, когда по основному выходу триггер переключается из 1 в 0.

Если разрядов много, то большая задержка может оказаться серьёзным недостатком такого счётчика. Из-за невозможности выполнить смену состояния всего счётчика в единый момент времени, счётчики с непосредственной связью бывают только асинхронными, т. е. сигналом, переключающим их, является сам входной сигнал

Достоинства схемы: предельная простота, легкость наращивания. От плохих импульсов не сбивается (возможна ошибка только на одну единицу).

25)

26) При практической реализации счетчиков с произвольным модулем счета для устранения возможных сбоев при принудительном сбросе или параллельной загрузке, вызванной кратковременностью формируемых схемой И сигналов сброса или переноса, а также неодновременностью изменения сигналов на выходе различных разрядов счетчиков, необходимо предусматривать устройства, обеспечивающие своевременность и необходимую длительность сигналов сброса или переноса. В качестве таких устройств можно использовать одновибраторы или триггеры. Универсальный способ построения счетчика с принудительным сбросом показан на

рис. 4. 21.

Счетчик управляется двухфазной последовательностью С 1 и С 2. Сигнал конца счета Р запоминается на один такт в триггере Т и сброс счетчика производится синхронно со счетным сигналом С 1. Такая же схема управления может быть использована и в счетчиках с принудительным насчетом. В этом случае в триггере запоминается сигнал переполнения, а сигнал СБРОС используется для параллельной загрузки.

Промышленностью выпускаются ИС счетчиков с различными функциональными возможностями. В качестве примера приведем ИС двоично-десятичного счетчика (Ксч = 10) с параллельным переносом и предустановкой К155ИЕ9 (рис. 4.22, а).

Рис. 4. 21 Универсальный способ построения счетчика

с произвольным модулем счета

Рис. 4.22 ЦИС счетчиков

Счет импульсов (без ввода информации по входу предустановки), подаваемых на вход С, происходит при W=V1=V2=R =1. При этом состояния счетчика на выходах Q0...Q3 будут изменяться в двоично-десятичном коде от 0 до 9. Управляющие сигналы имеют следующее назначение:

W = 0 служит для ввода кода по входам D0...D3 при предустановке;

V 1=0 служит для прерывания счета с сохранением кода;

V 2=0 разрешает выдачу импульса переноса по выходу Р.

Если дополнить счетчик схемой показанной пунктиром на

рис. 4.21, а то получится программируемый делитель частоты с коэффициентом деления

Кдел = 10 - К,

где К – число в двоично-десятичном коде, записанное через входы предустановки.

При этом частота выходных импульсов

f вых= f вх / Кдел.

На рис. 4.21, б показана ЦИС реверсивного счетчика К564ИЕ11. При U/D =1 счетчик работает в режиме сложения, а при U/D =0 в режиме вычитания. Сигнал V = 1 служит для остановки счета и может быть использован как вход переноса при последовательном включении счетчиков.

ИМС программируемых делителей частоты (счетчиков с переменным коэффициентом деления). Существует ряд ИМС счетчиков с переменным (программируемым) коэффициентом деления, например К155ИЕ8, 564ИЕ15.

 
 


ИМС К155ИЕ8 может быть названа преобразователем «код — частота». Ее УГО и функции выводов показаны на рис. 6.16. Эта микросхема содержит шестиразрядный двоичный счетчик и программируемое логическое устройство, уменьшающее частоту выходной последовательности f вых по сравнению со входной f вх. Из входной последовательности в 64 импульса, поступающей на счетный вход С, на выход проходит N импульсов, где N — десятичное число, шестиразрядный двоичный код которого подается на управляющие входы микросхемы с метками 32, 16, 8, 4, 2, 1. Выходная частота связана с входной соотношением f вых = f вх · N / 64. Таким образом, частота импульсов на выходе микросхемы пропорциональна значению управляющего кода N. Надо только учитывать, что если N не равно степени числа 2, то импульсы в выходной последовательности расположены неравномерно.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-14 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: