Основные особенности счетчиков с параллельным переносом

В рассмотренных выше двоичных счетчиках с последовательным переносом используются Г-фиггеры, причем фиггер следующего старшего разряда переключается выходным сигналом фиггера предыдущего младшего разряда. Поэтому новое состояние счетчика может быть зафик;

сировано только после того, как сигнал переноса распространится через все триггеры. Таким образом, счетчики с последовательным переносом обладают низким быстродействием.

Один из возможных способов повышения быстродействия счетчиков основан на одновременном переключении триггеров всех разрядов с поступлением каждого счетного импульса. Этот способ реализуется в счетчиках с параллельным переносом. Для построения таких счетчиков применяют 7У-триггеры с разрешающим F-входом и вводят логические элементы, обеспечивающие одновременное (параллельное) формирование сигналов переноса для всех разрядов. Сигналы переноса подаются на F-входы триггеров, чтобы установить их в Г-режим, а счетные импульсы — на Г-входы всех триггеров.

Таким образом, основные особенности счетчиков с параллельным переносом проявляются в том, что в них, в отличие от счетчиков с последовательным переносом:

=> используются ГГ-триггеры, имеющие дополнительный (разрешающий) F-вход для перевода триггеров в Г-режим;

=> вводятся логические элементы, обеспечивающие одновременное (параллельное) формирование сигналов переноса для всех разрядов;

=> входные импульсы подаются одновременно на тактовые входы всех триггеров.

Рассмотрим принципы построения суммирующих и вычитающих счетчиков на основе Ж-триггеров, в которых тактовым входом является С-вход, а установка Г-режима осуществляется подачей единичного сигнала на J- и А^-входы.

Суммирующие счетчики. Из столбцов 2-Мтабл. 1 видно, что переключение последующего п-го триггера (п = 1,2) из 0 в 1 или из 1 в 0 с поступлением очередного импульса происходит после того, как на прямых выходах всех предыдущих триггеров устанавливаются единичные сигналы, г. е.

Действительно, триггер первого разряда переключается, если триггер нулевого разряда установлен в единичное состояние, т.с. Qj = 1 (k= 1,3, 5,…); триггер второго разряда переключается, если триггеры нулевого и первого разрядов установлены в единичное состояние, т. е. Q = Qj = 1 (А-= 3,7,…) ит. д.

Перепишем условие (1) в виде.

Для реализации условия (2) можно использовать логические элементы И с числом входов М> 2. Сформированный в результате логического умножения единичный сигнал, дающий разрешение на переключение «-го триггера при воздействии (к+1)-го входного импульса, следует подать на его информационные J- и Л^-входы. Прямой выход триггера 0-го разряда непосредственно соединяется с Уи /^-входами триггера 1-го разряда. Триггер 0-го разряда должен всегда работать в Г-режимс (столбец 4, табл. 1). На рис. 6 изображена схема 4-разрядного суммирующего счетчика с параллельным переносом, построенная, но изложенному принципу, и временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Рис. 6. Четырехразрядный суммирующий двоичный счетчик на .//^-триггерах с параллельным переносом (а) и временные диаграммы (б), поясняющие принцип его работы Принцип работы. Входные импульсы поступают на С-входы всех триггеров. Триггер 7У₀ путем подачи сигналов J=K= 1 установлен в Г-режим и поэтому изменяет свое состояние после каждого импульса. Переключение триггера ТТ происходит по срезу четных импульсов, триггера 7Т₂— по срезу импульсов с порядковыми номерами к — 4, 8, 12, 16, а триггера 7Т₃ — по срезу импульсов с порядковыми номерами к- 8, 16. При рассмотрении процессов в счетчике следует иметь в виду, что псрсклю;

чение двухступенчатого У/С-триггера начинается с появлением входного импульса, гак как первая ступень изменяет свое состояние по фронту импульса. Поэтому при выполнении соотношения (2) УК-триггер переходит в Г-режим до появления очередного импульса, и изменение его состояния происходит по срезу импульса.

Рис. 7. Одноразрядный десятичный счетчик.

На практике для построения счетчиков с параллельным переносом широко используются УЛГ-триггеры с логическими входами для перемножения Уи ^-сигналов.

Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета.

Рассмотрим принцип построения таких счетчиков на примере одноразрядных десятичных суммирующих счетчиков. Основой для построения одноразрядных десятичных счетчиков могут служить двоичные четырехразрядные счетчики. Особенность десятичных счетчиков проявляется в том, что после десятого импульса они должны вернуться в исходное состояние (так как коэффициент пересчета К = 10). Для реализации этого условия используется двоичный код 1010 числа 10 или его инверсное значение 0101. С их помощью формируются сигналы установки триггеров счетчика в нулевое состояние. На рис. 7 приведен один из возможных схемных вариантов десятичного счетчика с последовательным переносом, иллюстрирующий рассмотренный принцип построения. С появлением кода QiQiQQq= 1010 на выходе логического элемента И-НЕ формируется нулевой сигнал, который производит сброс всех триггеров счетчика, после чего возобновляется счет.