Лічильники. Основні дані про лічильники і їх класифікація, страница 3

У зв'язку з обмеженнями на побудову рівнобіжних лічильників великої розрядності широке поширення одержали лічильники з груповою структурою, у яких лічильник розбивається на групи, зв'язані ланцюгами міжгрупового переносу (рис. 5, а). При одиничному стані всіх тригерів групи прихід чергового вхідного сигналу створить перенос з цієї групи. Ця ситуація підготовляє міжгруповий конюнктор до прямого пропущення вхідного сигналу на наступну групу. У найгіршому для швидкодії випадку, коли перенос проходить через усі групи і надходить на вхід останньої,

t_уст = t_к (l-1)+ t_тг

де l — число груп; t_тг — час установлення коду в групі.

Рис. 5.

  У розвитих серіях ИС звичайно мається по 5...10 варіантів двоїчних лічильників, виконаних у виді 4-х розрядних груп (секцій). Каскадування секцій може виконуватися шляхом їхнього послідовного включення по ланцюгах переносу, організації паралельно-послідовних переносів чи для більш складних лічильників із двома додатковими керуючими входами дозволу рахунка і дозволи переносу шляхом організації рівнобіжних переносів і в групах і між ними.

Особливістю двоїчних лічильників синхронного типу є наявність ситуацій з одночасним переключенням усіх його розрядів (наприклад, для підсумовуючого лічильника при переході від кодової комбінації 11...1 до комбінації 00...0 при переповненні лічильника і виробленню сигналу переносу) Одночасне переключення багатьох тригерів створює значний токовий імпульс у ланцюгах харчування ЦУ і може привести до збою в їхній роботі. Тому в керівних матеріалах по використанню деяких БІС/ СВІС програмувальної логіки, зокрема, мається обмеження на розрядність двоїчних лічильників заданою величиною k (наприклад, 16). При необхідності застосування лічильника більшої розрядності рекомендується переходити до коду Гріючи, для якого переходи від однієї кодової комбінації до іншої супроводжуються переключенням тільки одного розряду. Правда, для одержання результату рахунка в двоїчному коді прийдеться використовувати додатково перетворювач коду, але це є платою за рятування від токових імпульсів великої інтенсивності в ланцюгах харчування.

Приклад умовної позначки лічильника зі скиданням, рівнобіжним завантаженням і виходами переносу приведений на рис. 6.

                                                                 Рис. 6.

1.5. Двоїчно-кодировані лічильники з довільним модулем

Лічильники з модулем, не рівним цілого ступеня числа 2, тобто з довільним модулем, реалізуються на основі декількох методів.

Для побудови лічильника з довільним модулем М береться розрядність n =

 log₁M , де  — знак округлення до найближчого праворуч цілого числа. Іншими словами, вихідною структурою як би служить двоїчний лічильник з модулем 2ⁿ, що перевищує заданий і найближчим до нього. Такий двоїчний лічильник має 2ⁿ - М = L зайвих (невикористовуваних) станів, що підлягають виключенню.

Способи виключення зайвих станів численні, і для будь-якого М можна запропонувати безліч реалізації лічильника. Крім деякого числа перших станів, одержимо ненульовий початковий стан лічильника, що приводить до відсутності природного порядку рахунка і реєстрації в лічильнику коду з надлишком. Виключення останніх станів дозволяє дотримати природного порядку рахунка. Складність обох варіантів принципово однакова, тому далі будемо орієнтуватися на схеми з природним порядком рахунка. Стану лічильників у всіх випадках припускаємо закодованими двоїчними числами, тобто будемо розглядати двоїчно-кодированные лічильники.

У лічильниках з виключенням останніх станів рахунок ведеться звичайним способом аж до досягнення числа М-1. Далі послідовність переходів лічильника в напрямку росту регистрируемого числа повинна бути перервана, і наступне стан повинний бути нульовим. При цьому лічильник буде мати М внутрішніх станів (від 0 до М-1), тобто його модуль дорівнює М.