Лічильники. Основні дані про лічильники і їх класифікація, страница 4

Зупинимося на двох способах побудови лічильників з довільним модулем: модифікації міжрозрядних зв'язків і керуванні скиданням. При побудові лічильника з модифікованими міжрозрядними зв'язками останні, зайві, стани виключаються безпосередньо з таблиці функціонування лічильника. При цьому послу побудови схеми звичайним для синтезу автоматів способом виходить лічильник, специфіка якого складається в нестандартних функціях порушення тригерів, і, отже, у нестандартних зв'язках між тригерами, що і пояснює назву способу. Схема виходить як спеціалізована, зміна модуля рахунка вимагає зміни самої схеми, тобто легкість перебудови з одного модуля на іншій відсутня. У той же час реалізація схеми лічильника може виявитися простою.

При керуванні скиданням виявляється момент досягнення вмістом лічильника значення М-1. Це є сигналом скидання лічильника в наступному такті, після чого починається новий цикл. Цей варіант забезпечує легкість перебудови лічильника на інші значення модуля, тому що потрібно змінювати лише код, з яким порівнюється вміст лічильника для виявлення моменту скидання.

1.6. Побудова лічильників

1.6.1. Побудова лічильника першим способом

Побудова лічильника першим способом проілюструємо прикладом для М = 5, почавши з таблиці (табл. 1).

                                                                                                       Таблиця 1.

при перебуванні функцій порушення тригерів використаний "словник". Маючи у виді, що замість символу довільного сигналу Х можна підставляти будь-яку перемінну (0 чи 1), на підставі таблиці запишемо: J₂ = Q₁Q₀ (у стовпці J₂ залишена тільки одна одиниця), J₁ = Q₀, j₀ == q₂). Для функцій ДО, (i ⁼ ПРО, 1, 2) виберемо варіанти з найбільшим числом констант, щоб менше навантажувати джерела сигналів. Приймемо, що ДО₂= 1, ДО₁ =J₁ і k₀= 1. Схема лічильника приведена на рис. 7.

Рис. 7.

У спроектованій схемі лічильника зайві стани виключені в тім змісті, що вони не використовуються при нормальному функціонуванні лічильника. Але при збоях після подачі на схему напруги харчування на початку її роботи зайві стани можуть виникати. Тому корисно визначити поводження схеми (автомата), у якій виник зайвий стан. Маючи схему, можна цілком пророчити поводження схеми у всіх можливих ситуаціях. Зробимо це для отриманої схеми лічильника з модулем 5.

Узявши кожен зайвий стан, знайдемо для нього функції порушення тригерів, що визначають їхні переходи в наступне стан. При необхідності знайдемо таким же способом наступний перехід і т.д. Для узятого приклада зайвими є стани 101, 110 і 111.

У стані 101 Q₂ = 1, Q₁ = 0 і Q₀ == 1. Знаючи функції порушення тригерів, знаходимо, що j₀ = 0, ДО₀ = 1, J₁ == ДО₁ = 1, J₂ = 0, ДО₂ = 1. Отже, тригери 0 і 2 скинуться, а тригер 1 переключиться в протилежне поточному стан і з зайвого стану 101 лічильник перейде в стан 010.

Аналогічним способом можна одержати результати для станів 100 і 111. У підсумку зручно побудувати діаграму станів лічильника (граф переходів), у якій врахований не тільки робочий цикл (його стану покажемо кружками), але і поводження автомата, що потрапив у невикористовувані стани (ці стани показані прямокутниками). Така діаграма станів показана на рис. 3.49. З діаграми видно, що розглянутий лічильник має властивість самозапуску (самовідновлення після збою) — незалежно від вихідного стану він приходить у робочий цикл після початку роботи. Цією властивістю володіють не всі схеми. У деяких схемах автоматичний вхід у робочий цикл не відбувається.