Счётчики построенные на триггерах

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 17:38, 7 января 2015.

Счетчик - это устройство, которое служит для отслеживания количества каких-либо событий .
Счетчик - это автомат, служащий для учета количества событий .

Классификация

Счетчики классифицируются по следующим параметрам:

  1. по разрядности
    • суммирующие
    • вычитающие
    • реверсивные
    • с произвольным порядком пересчета
    • синхронные
    • асинхронные
  2. по типу формирования переноса внутри счетчика
    • с последовательным
    • с параллельным
    • с комбинированным
    • с функцией установки произвольного числа
    • с установкой в ноль

Счетчик называют полным, если количество устойчивых состояний на выходе равно , где n-число выходов счетчика

Последовательные суммирующие счетчики

Счетчики с последовательным переносом

Рис.2 Временные диаграммы
Рис.1 Т-триггер

Т-триггер простейший вид счетчика, который делит все импульсы на четные и нечетные .Если на входе триггера частота , то на его выходе . Следовательно Т-триггер может использоваться в качестве делителя на 2. Несмотря на то, что скважность входных ипульсов может быть произвольной на выходе скважность равна 2.






Рис.3 Суммирующий счетчик с последовательным переносом

Последовательный суммирующий счетчик - такой счетчик, у которого переключение каждого разряда осуществляется в тот момент времени, когда все предыдущие разряда равны 1. Каждый разряд, подключенный последовательно приводит к увеличению значения в 2 раза. Время установки счетчика: . Так как нельзя подавать сигнал до того времени, пока не установится счетчик, имеем максимальную частоту: .То есть с повышением разрядов понижаем частоту сигнала.

Счетчики с параллельным переносом

Рис.4 Суммирующий счетчик с параллельным переносом

Переключение зависит от того, в каком состоянии находятся предыдущие, то есть меняет состояние в 1, если все были равны 1. Схема осуществляет переключение одновременно на всех триггерах, следовательно время установки нового значения равно времени установки триггера. Конъюнктурами задаем условие переключения соответствующих триггеров.Максимальная частота: . На время установки конъюнктор не влияет, но влияет на частоту , так как должно пройти время после установки триггера на переключение в новое состояние. Счетчик работает быстрее, и все значения на выходе изменяются одновременно - синхронный счетчик

Таблица №1 Значение выводов Q
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1

Счетчики с комбинированным переносом

Последовательные вычитающие счетчики

Рис.6 Временные диаграммы вычитающего счетчика
Рис.5 Вычитающий счетчик

Переключение i-ого разаряда осуществляется тогда, когда все разряды от 0-ого до (i-1)-ого равны нулю.




Рис.6 Вычитающий счетчик

Сигнал снимается с инверсного выхода.

Реверсивные счетчики

Реверсивный счетчик складывает(по фронту) и вычитает(по спаду) одновременно. Для сброса в нулевое состояние используется универсальный триггер.


Рис.7 Реверсивный счетчик

Схема счетчика с предустановкой

Рис.8 Счетчик с сигналом предустановки

Построение счетчиков с произвольным модулем пересчета

Основа - 4-х разрядный суммирующий счетчик. Когда на выходе счетчика значение "10", то на выходе & логическая "1", которая устанавливает счетчик в нулевое(начальное) состояние.

Рис.9 Счетчик, считающий по mod10
Рис.10 Временные диаграммы

Кольцевые счетчики

Рис.11 Кольцевой счетчик, считающий по mod3


Счетчики на JK-триггерах

Добавление дополнительных состояний

Рис. 12 Добавление нового состояния

С приходом n-ого импульса счетчик переключается в 0, а добавленный триггер в 1. С

приходом следующего импульса счетчик не переключается, а добавленный триггер

переключается в 0.

Счетчики с произвольным порядком пересчета

Построенные на основе D-триггеров

Рис.13 Структурная схема
Рис.14 Счетчик с произвольным порядком пересчета и его граф состояний
Рис.15 Граф состояний


Q2 Q1 Q0 f2 f1 f0
1 0 1 0 0 1
0 0 1 1 0 0
1 0 0 1 1 0
1 1 0 0 1 0
0 1 0 1 0 1

Каждый разряд булевой функции определяет значение счетчика.

















Построенные на основе T-триггеров

Рис.16 Структурная схема
Рис.17 Счетчик с произвольным порядком пересчета


Q2 Q1 Q0 f2 f1 f0
1 0 1 1 0 0
0 0 1 1 0 1
1 0 0 0 1 0
1 1 0 1 0 0
0 1 0 1 1 1

Булева функция определяет, меняет ли разряд свое значение или сохраняет.

Рис.18 Граф состояний

Построенные на основе JK-триггеров

Рис.19 Структурная схема
Рис.20 Счетчик с произвольным порядком пересчета и его граф состояний
Рис.21 Граф состояний


Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J0 K0
1 0 1 x 1 0 x x 0
0 0 1 1 x 0 x x 1
1 0 0 x 0 1 x 0 x
1 1 0 x 1 x 0 0 x
0 1 0 1 x 1 1 1 x

1 на выходе J - возможность переключения триггера в единичное состояние
1 на выходе K - возможность переключения триггера в нулевое состояние
0 на выходе J - запрет переключения триггера в единичное состояние
0 на выходе K - запрет переключения триггера в нулевое состояние