Представлення лічильника ланцюжком Т-тригерів справедливо як для підсумовуючого, так і для вичитаючого варіантів, оскільки закономірність по співвідношенню частот переключення розрядів зберігається як при перегляді таблиці зверху вниз (прямої рахунок), так і знизу нагору (зворотний рахунок). Розходження при цьому складаються в напрямку переключення попереднього розряду, що викликає переключення наступного. При прямому рахунку наступний розряд переключається при переході попереднього в напрямку 1-0, а при зворотному— при переключенні 0-1. Отже, розходження між варіантами полягає в різному підключенні входів тригерів до виходів попередніх. Якщо схема будується на рахункових тригерах із прямим динамічним керуванням, то характер підключення наступних тригерів до попереднього для одержання лічильників прямого і зворотного рахунка буде відповідати рис. 1, б.
З розходження варіантів прямого і зворотнього рахунків випливає також і спосіб побудови реверсивного лічильника (рис. 1, в) шляхом переносу крапки знімання сигналу з тригера на протилежний вихід під дією керуючого сигналу і за допомогою елемента И-ИЛИ-НІ, як показано на малюнку. або елемента І-АБО.
Рис. 1.
Отримані структури відносяться до асинхронних лічильників, так як у них кожен тригер переключається вихідним сигналом попереднього, і ці переключення відбуваються не одночасно. Переключення одного тригера за іншим є не що інше, як поширення переносу по розрядах числа при зміні вмісту лічильника. У гіршому випадку перенос поширюється по всій розрядній сітці від молодшого розряду до старшого, тобто для встановлення нового стану повинні переключитися послідовно всі тригери. Звідси видно, що час установлення коду в асинхронному лічильнику складе величину tуст ≤ ntтг. Іншою назвою асинхронного лічильника є назва "послідовний лічильник".
Максимальна частота вхідних імпульсів у режимі розподілу частоти обмежується можливостями тригера молодшого розряду, тому що всі наступні розряди переключаються з більш низькими частотами.
Особливістю послідовних лічильників є виникнення в перехідних процесах помилкових станів через затримки переключення тригерів
На рис.2 показана тимчасова діаграма роботи дворозрядного підсумовуючого лічильника на тригерах із прямим динамічним керуванням, побудована з урахуванням затримок переключення тригерів tтг. Читаючи стан лічильника Q по потенціалах на виходах тригерів Q0 і Q1, бачимо, що після станів 1 і 3 з'являються помилкові стани 0 і 2 (показані штрихуванням). Небезпека впливу коротких помилкових імпульсів на ЦУ змушує прибігати при необхідності до стробування виходу лічильника.
Рис. 2.
Максимальною швидкодією володіють синхронні лічильники з рівнобіжним переносом, структуру яких знайдемо евристично, розглянувши процеси додатка одиниці до двоїчних чисел і вирахування її з них, наприклад:
Рис. 3.
Результат завжди відрізняється від вихідного числа тільки в декількох молодших розрядах, значення яких інвертуються. Для підсумовуючого лічильника потрібно інверсія розрядів до першого розряду, рівного логічному нулю, включаючи і його, а для вичитаючого аналогічно до розряду, рівного логічній одиниці. Таким чином, у підсумовуючому лічильнику повинні переключитися розряди, для яких усі молодші одиничні, для що віднімає — ті, для яких усі молодші знаходяться в нулі.
Ці задачі і повинні вирішувати лічильники. Час установлення таких лічильників не залежить від розрядності n і дорівнює tуст = tк + tтг, де tк — затримка кон'юнктора. Структура підсумовуючого синхронного лічильника з рівнобіжним переносом, реалізованого на тригерах з керуванням фронтом, показана на рис. 4 , а. Схема міжрозрядного зв'язку для реверсивного лічильника із сигналом U/D (Up/Down, тобто прямо/назад) показана рис. 4, б.
З ростом числа розрядів реалізація рівнобіжних лічильників утрудняється — вимагаються вентилі з великим числом входів, росте навантаження на виходи тригерів.
Рис. 4.
1.4. Лічильники з груповою структурою
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.