Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета

В общем случае для построения счетчиков по произвольному модулю КС в схему соответствующего двоичного счетчика вводится обратная связь для исключения лишних состояний. Двоичный суммирующий или вычитающий счетчик переключается до установки некоторого значения КС. Это состояние выявляется специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал установки счетчика в нулевое состояние. Схемы счетчика по модулю КС наиболее просты при использовании двоичных счетчиков с последовательным переносом. Схема счетчика с делением на 5 построенная таким способом имеет вид в соответствии с рисунком 3.48.

Рисунок 3.48 – Счетчик на 5

Дешифратором на 5 служит логический элемент И.

Дешифруемая комбинация 101 отражает состояние счетчика с номером 5.

Работа счетчика-делителя поясняется диаграммами в соответствии с рисунком с рисунком 3.49.

Рисунок 3.49 – К пояснению работы счетчика на 5

Пусть в исходном состоянии все триггеры находятся в состоянии 0. Под действием счетных импульсов счетчик меняет свое состояние от нулевого до пятого. Логическая схема И при состоянии счетчика 101 вырабатывает сигнал с нулевым уровнем на выходе, которым все разряды счетчика до прихода шестого счетного импульса переводятся в нулевое состояние. Так, после пяти входных импульсов счетчик сбрасывает накопленный результат, возвращаясь в исходное положение. Однако в таких счетчиках при большом количестве разрядов накапливается задержка, которая на выходе дешифратора вызовет помеху и появятся ложные срабатывания.

Счетчик-делитель может быть построен и без дополнительных логических элементов (вентилей).

Безвентильные счетчики-делители строятся в соответствии со следующими правилами:

–заданный коэффициент счета К_с разлагается на сомножители К_с=2с[2^b(2^a+1)+1], где a, b, c – целые числа 1, 2, 3, ….

–для реализации функциональной схемы выбирают JK-триггеры как наиболее удобные.

–функциональная схема счетчика представляется совокупностью схем счетчиков с коэффициентами счета – сомножителями К₁₀=К₂*К₅, где К₂=2, К₅=5, и добавочных JK-триггеров для увеличения на единицу коэффициента счета.

–внутри каждого из счетчиков JK-триггеры соединяют по схеме с последовательным переносом для режима вычитания.

–каждый добавочный JK-триггер подключают к соответствующему счетчику по следующей схеме: J-вход соединяют с прямым выходом последнего разряда счетчика, С-вход с С-выходом первого разряда счетчика, инверсный выход – с J-входом первого разряда счетчика, К-вход с источником напряжения с уровнем логической единицы, выходной сигнал снимают с выхода счетчика с коэффициентом 2^а.

Рассмотрим несколько примеров построения безвентильных счетчиков-делителей. Счетчик-делитель на 3 выполнен в соответствии с рисунком 3.50.

Коэффициент счета разлагается на сумму (2+1). Для его реализации требуется два JK-триггера.

Рисунок 3.50 – Счетчик делитель на 3

Счетчик-делитель на 5 выполнен в соответствии с рисунком 3.51.

Разложение данного коэффициента счета можно представить в виде (2²+1). Для реализации такого счетчика-делителя необходимо три JK-триггера.

Рисунок 3.51 – Счетчик делитель на 5

Два первых триггера соединяют в схему вычитающего счетчика, а третий триггер является добавочным для увеличения на единицу коэффициента счета.

Счетчики широко используются в устройствах управления цифровых систем для подсчета числа выполненных операций, в связной и контрольно-измерительной аппаратуре, для определения числа поступивших сигналов и уменьшения их частоты.