Счетчики. 
Электротехника и электроника

Назначение счетчиков

.

Счетчиком называют последовательностное устройство, предназначенное для счета числа поступающих на его вход импульсов и фиксации этого числа на N выходах в виде yV-разрядного двоичного кода. Основой для построения счетчиков служат триггеры. Состояние 0*, в которое переходит счетчик после к-го входного импульса, определяется сигналами Q> на выходах триггеров. Счетчики работают по циклическому принципу. Максимальное число К входных импульсов, после которого счетчик возвращается в исходное состояние, называется коэффициентом пересчета или модулем счета.

Классификация счетчиков.

Для классификации счетчиков используют различные признаки.

По коэффициенту пересчета различают:

=> двоичные счетчики, в которых коэффициент пересчета К = 2^Л (N=1,2,3,…). Число разрядов N двоичных счетчиков равно числу триггеров;

=> счетчики с произвольным коэффициентом пересчета К, среди которых выделяют десятичные счетчики с К = 10^L (L= 1,2, 3,…).

По последовательности счета входных импульсов счетчики разделяют на три группы:

=> суммирующие счетчики, в которых с приходом каждого входного импульса в пределах счетного цикла к содержимому счетчика прибавляется 1 {прямая последовательность счета);

=> вычитающие счетчики, в которых с приходом каждого входного импульса в пределах счетного цикла содержимое счетчика уменьшается на 1 {обратная последовательность счета);

=> реверсивные счетчики, в которых реализуются прямая и обратная последовательности счета.

По способу организации переноса сигнала между отдельными триггерами выделяют:

=> счетчики с последовательным переносом, или асинхронные счетчики, в которых входной импульс поступает лишь на первый триггер, а каждый последующий триггер переключается выходным сигналом предыдущего, т. е. входной импульс последовательно переносится на выход счетчика;

=> счетчики с параллельным переносом, или синхронные счетчики, в которых входные импульсы поступают на все триггеры счетчика одновременно. Рассмотрим принципы построения суммирующих, вычитающих и реверсивных асинхронных счетчиков на примере трехразрядных устройств.

Правила работы 3-разрядного двоичного счетчика можно задать в виде таблицы состояний (табл. 1).

В столбце 1 табл. 1 указаны порядковые номера к входных импульсов, или тактов, причем к = 0 соответствует начальному состоянию счетчика. В столбцах 2+4 приведены значения сигналов на прямых (Q^k_n) выходах триггеров счетчика, в столбцах 6+8 — на инверсных (Q*) выходах. Состояние счетчика после к-го импульса (включая начальное состояние при ? = 0).

представляет собой двоичные числа, которые фиксируются на прямых (6261*60) ^и инверсных (Q2 61* Qo) выходах триггеров. Показанию суммирующего счетчика соответствует состояние пряных выходов триггеров. Для наглядности нулевое состояние выделено темным цветом, единичное — светлым цветом. В столбце 5 табл. 1 приведены показания счетчика (Q_c)_l0 в десятичной системе счисления после к-го импульса. С поступлением К-го (к = К= 8) импульса счетчик возвращается в начальное состояние.

(6с ⁼ 6с ⁼ ^)• Начинается новый цикл счета. Цикличность счетчика обусловлена конечным числом используемых в счетчике триггеров. После 8-го импульса счетчик должен зафиксировать 4-разряднос двоичное число 1000, однако из-за отсутствия 4-го триггера фиксируется число 000.