Лічильники. Основні дані про лічильники і їх класифікація, страница 7

Коли регістр очиститься, сформується сигнал запису одиниці на його вході. Отже, утрата єдиної одиниці також буде виключена. Вихід логічного елемента, що виконує самовідновлення схеми, дає ще один додатковий канал. На схемі, приведеної на рис. 11, показані також ланцюги пуску/остановки РТ і два варіанти виходу — для розподільника рівнів (безпосередньо з тригерів і логічного елемента ИЛИ-НІ) і розподільника імпульсів (після стробування сигналів розподільника рівнів імпульсами зрушення на ланцюжку конюнкторыв).

Можна поставити задачу більш швидкого виправлення збоїв, у тому числі в найближчому ж такті. Для цього потрібно задати і реалізувати відповідну діаграму станів розподільника. Зробимо це для трьоканального розподільника. Діаграма станів із указівкою робочого циклу кружками і помилковими станами прямокутниками приведений на рис. 12, а. Їй відповідає наступна таблиця істинності (табл. 2):

Таблиця 2.

Вибравши для побудови схеми тригери типу D, врахуємо, що функція порушення цього тригера D = qh. Виходячи з таблиці, для функцій Д = q,h маємо наступні співвідношення:

D₃=Q₁Q₂Q_3,  D₂=Q₁Q₂Q₃ і D₁ = Q₃VQ₁Q₂VQ₁Q₂

Схема розподільника показана на рис. 12, б. Розподільники на кільцевих регістрах знаходять застосування при малому числі вихідних каналів, коли необхідність мати по тригері на кожен канал не веде до надмірно великих апаратурних витрат. Достоїнством розподільників на кільцевих регістрах є відсутність дешифраторів у їхній структурі і, як наслідок, висока швидкодія (затримка переходу в новий стан дорівнює часу переключення тригера).

Кільцевий регістр із перехресним зворотним зв'язком (лічильник Джонсона, лічильник Мебіуса, лічильник Лібау-Крейга) має зворотний зв'язок на перший тригер від інверсії вихідного сигналу (рис. 13, а). Він має 2n станів, тобто при тій же розрядності вдвічі більше, ніж звичайний кільцевий регістр. У той же час вихід лічильника Джонсона представлений не в коді "1 з N", що вимагає перетворення кодів для одержання виходів розподільника тактів. Такі перетворювачі дуже прості, що обумовлює застосування лічильників Джонсона в складі розподільників.

Рис. 12.

Показаний на рисунку чотирьохрозрядний лічильник Джонсона при початковому нульовому стані працює в такий спосіб. Перший імпульс зрушення З установить перший тригер в одиничний стан (Q4 = 1), в інших розрядах будуть нулі як результат зрушення нулів від сусідніх ліворуч розрядів. Другий імпульс зрушення зберігає одиничний стан першого тригера, тому що як і раніше Q4 = 1. Другий розряд виявиться в одиничному стані, оскільки прийме одиницю від першого тригера. Інші розряди будуть нульовими. Наступні зрушення приведуть до заповнення одиницями всіх розрядів лічильника, тобто "хвиля одиниць", поширюючи ліворуч праворуч, приведе лічильник у стан 1111. Наступний імпульс зрушення установить перший розряд у нуль, тому що тепер Q4=0. Цим починається процес поширення "хвилі нулів". Після восьми імпульсів повториться стан 0000, з якого було почате розгляд роботи лічильника. Тимчасові діаграми описаних процесів показані на рис. 13, б.

Особливість розглянутої схеми — парне число станів при будь-якому n (2n — завжди число парне). Звичайний кільцевий регістр такого обмеження не має.

Перетворення вихідного коду лічильника Джонсона в код "1 з N" вимагає додавання тільки одного двовходового елемента И або И-НІ для кожного виходу розподільника тактів. Принцип дешифрації складається у виявленні положення характерної координати тимчасової діаграми — границі між зонами одиниць і нулів (табл. 3).

Рис. 13.

Таблица 3.

У двох випадках (для слів, що складаються тільки з чи нулів тільки з одиниць) стан виявляється аналізом крайніх розрядів. В інших випадках аналізуються розряди на границі зони одиниць і нулів.