Синтез структуры счетчика и исследование функций счетчика с заданными параметрами. Классификация счетчиков по признакам, страница 4

Разновидностью рассмотренного варианта построения счетчиков с К < < 2^N является счетчик, в котором после поступления 2^N-1 входных импульсов производится запись в соответствующие разряды единиц, определяемых кодом дополнения D = 2^N - К. Счет в таких счетчиках всегда начинается с нуля, но не все состояния счетчика соответствуют в двоичном коде числу подсчитанных импульсов. После прихода на вход счетчика 2^N-1 импульсов сигнал обратной связи поступает на вход S триггеров тех разрядов счетчика, для которых двоичный код числа D = 2^N-1 - К имеет единичные значения. Тем самым исключаются D избыточных состояний. В результате этого в счетчик запишется число 2^N-1 + D. После прихода еще 2^N-1 - D счетных импульсов счетчик вернется в исходное состояние, подсчитав К импульсов (рис.9). Код дополнения D в данном случае равен двум (010). Поэтому сигнал обратной связи с выхода Q₂  через формирователь коротких импульсов (обведен пунктиром) подается на вход S триггера первого разряда счетчика. После прихода четырех импульсов сигнал обратной связи произведет установку в единицу триггера второго разряда счетчика. В счетчике будет записано число шесть (110). Поступление еще двух счетных импульсов вызовет возврат счетчика в исходное состояние (нулевое).

Другой способ введения обратных связей состоит в том, что после сброса разрядов счетчика в нуль выходной сигнал, снимаемый с последнего триггера, записывает в счетчик число, с которого начинается счет в очередном цикле работы. Для построения счетчика скоэффициентом пересчета К = = 2^N - M выходной сигнал должен записать в разряды счетчика код числа М. При таком способе последнее состояние счетчика является неустойчивым, поскольку при переходе в это состояние формируется сигнал записи в счетчик кода числа М. Его длительность определяется временем задержки в цепях обратной связи

В схеме (рис.10) при переходе счетчика из состояния 111 в состояние 000 на выходе Q₂ возникает перепад напряжения, за счет которого на выходе формирователя импульсов (ФИ) появляется короткий импульс, устанавливающий два младших разряда в состояние 1 по установочному входу S. Отметим, что запись необходимой кодовой комбинации в разряды счетчика может быть произведена подачей сигнала и на счетные входы триггеров, а не на установочные (S). Следует иметь в виду, что состояние разрядов таких счетчиков не соответствует числу входных импульсов, записанных в двоичном коде.

Параллельное соединение цифровых счетчиков также дает возможность получить счетчик с коэффициентом пересчета К < 2^N. Кроме того, такие счетчики обладают более высоким быстродействием, чем счетчики с последовательным переносом. В данном случае входные импульсы подаются одновременно на два или более счетчиков. Выходы счетчиков подключены к логическому элементу И (рис.11). Сигнал на выходе элемента И появляется при совпадении импульсов, поступающих с выходов счетчиков. Это происходит тогда, когда число входных импульсов станет равным коэффициенту пересчета К (наименьшему общему кратному коэффициентов пересчета счетчиков, входящих в состав рассматриваемого). Для получения, например, общего коэффициента пересчета К = 21 можно использовать два параллельно включенных счетчика с К1 = 7 и К2 = 3. Выходные сигналы одного и другого счетчиков совпадают только после прихода 21 входного импульса. Задержка выходного сигнала параллельного счетчика относительно меньше, чем в счетчике с последовательным переносом. Вместе с тем, аппаратные затраты примерно одинаковы. Параллельное соединение счетчиков целесообразно использовать для построения счетчиков импульсов и делителей частоты в случаях, когда коэффициент пересчета является произведением двух и более простых чисел.