Наращивание синхронных счетчиков по схеме высокоскоростного счета.
Построить систему из нескольких разрядов, обладающую такой же рабочей частотой, как и отдельный счетчик. EN=0 – счет запрещен. EN=1 – счет и перенос разрешен.
Временная диаграмма двоично-десятичного счетчика.
30. Классификация счетчиков, основные параметры
Счетчик – ФУ, выполняющий микрооперации счета и хранения в определенной системе счисления числа событий (импульсов) в какой-либо точке цифрового устройства. Различают счетчики и их разновидность – пересчетные устройства. В счетчике важен не только процесс счета, но и представление числа в определенном коде. В пересчетном устройстве способ представления не так важен, оно выдает сигнал на выход при наступлении определенного числа событий. Состояние счетчика – конкретное значение цифрового кода, которое формируется на выходах триггеров (разрядов) счетчика. Одно из состояний принимается за начальное, часто нулевое.
Основные параметры счетчиков:
I ) Статические: такие же как у его элементной базы: , логический перепад и прочие..
II ) Динамические:
1) частота счета максимальная и рабочая (1/10 max)
2) задержки распространения сигналов от вх. до вых. по различным трактам
3) время предустановки
4) время удержания информационного сигнала на определенных входах по отношению к управляющему сигналу
5) минимальная длительность входных сигналов по различным трактам
III ) Специфические: Модуль счета M и емкость счетчика E. M определяется числом используемых состояний(числом импульсов, которое возвращает счетчик в начальное состояние).
, (q- основание системы счета, n- количество разрядов).
- количество событий, которое может быть зафиксировано в счетчике.
Классификация:
I ) по модулю счета:
1) двоичные
2) двоично-кодированные
3) с произвольным модулем
4) программируемые
II ) по выполняемой функции:
1) суммирующие СТ:=CT+1 (count – счетчик)
2) вычитающие СТ:=СТ-1
3) реверсивные (и то, и другое, по управляющему сигналу): с одним счетным входом, с двумя счетными входами.
III ) по способу организации переносов:
1) с последовательным
2) со сквозным
3) с параллельным
4) с групповым
IV) по способу переключения счетчика:
1) асинхронные. Переключаются или входными сигналами, или выходными сигналами других разрядов, или их комбинацией (самые простые).
2) синхронные. Переключаются входными сигналами, т.е. триггеры (разряды счетчика) переключаются в один момент времени входными сигналами счета (самые быстродействующие)
V) по порядку изменения состояний:
1) с естественным порядком изменения состояний
2) с произвольным порядком изменения состояний
31. Вычитающие двоичные и двоично-десятичные счетчики асинхронного и синхронного типа.
M=10 вычит. с ест. порядком изм. сост.,
N | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | Q3* | Q2* | Q1* | Q0* | J3 | K3 | J2 | K2 | J1 | K1 | J0 | K0 | D3 | D2 | D1 | D0 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | a | 0 | 0 | a | 0 | a | a | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | a | 1 | 1 | a | 1 | a | 1 | a | 0 | 1 | 1 | 1 |
2 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | a | a | 0 | a | 0 | a | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
3 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | a | a | 0 | a | 1 | 1 | a | 0 | 1 | 0 | 1 |
4 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | a | a | 0 | 0 | a | a | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | a | a | 1 | 1 | a | 1 | a | 0 | 0 | 1 | 1 |
6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | a | 0 | a | a | 0 | a | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
7 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | a | 0 | a | a | 1 | 1 | a | 0 | 0 | 0 | 1 |
8 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | a | 0 | a | 0 | a | a | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
9 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | a | 0 | a | 0 | a | 1 | a | 1 | 0 | 0 | 1 |
J0=1, K0=1, т.к. на картах Карно только 1,a(альфа),*(бета, не используемые состояния).
,
,
,
Q3,Q2
Q1,Q0 |
00 |
01 |
11 |
10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 |
| 1 | * | 1 | a | a | * | a | a | * | 1 | a | 1 | * | a | |
01 |
|
| * |
| a | a | * | a | a | * | a | * | a | |||
11 | a | a | * | * | * | * | a | * | * | a | * | * | ||||
10 | a | a | * | * | 1 | 1 | * | * | a | * | * | a | * | * |
,
Q3,Q2
Q1,Q0 |
00 |
01 |
11 |
10 | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | 1 |
| * | a | a | a | * | 1 |
01 |
|
| * | a | a | a | * | |
11 |
|
| * | * | a | a | * | * |
10 |
|
| * | * | a | a | * | * |
,
,
,
Q3,Q2
Q1,Q0 |
00 |
01 |
11 |
10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 |
00 | 1 |
| * |
| * | 1 | 1 | * | 1 | 1 | 1 | * | 1 | |||
01 |
|
| * | 1 | 1 | * | * | * | ||||||||
11 |
|
| * | * | 1 | * | * | 1 | 1 | * | * | * | * | |||
10 |
|
| * | * | 1 | * | * | * | * | 1 | 1 | * | * |
При начальном состоянии как на схеме - это 9.
К.С. – комбинационная схема (все ЛЭ)
M=8 вычит. с ест. порядком изм. сост.,
N | Q2 | Q1 | Q0 | Q2* | Q1* | Q0* | J2 | K2 | J1 | K1 | J0 | K0 | D2 | D1 | D0 | T2 | T1 | T0 | ||||||||||||||
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | a | 0 | a | 0 | a | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||||||||||
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | a | 0 | a | 1 | 1 | a | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||
2 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | a | 0 | 0 | a | a | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||||||||||
3 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | a | 1 | 1 | a | 1 | a | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||||||
4 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | a | a | 0 | a | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||||||||||
5 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | a | a | 1 | 1 | a | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||
6 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | a | 0 | a | a | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||||||||||||||
7 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | a | 1 | a | 1 | a | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
Q2,Q1
Q0 |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
01 |
11 |
10 |
00 |
01 | 11 | 10 | ||||||||||||||||
0 | 1 |
| a | a | a | a |
| 1 | 1 | a | a | 1 | a | 1 | 1 | a | ||||||||||||||||
1 |
|
| a | a | a | a |
|
|
| a | a |
| a |
| a | |||||||||||||||||
,
,
Q2,Q1
Q0 |
00 |
01 |
11 |
10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 | 00 | 01 | 11 | 10 |
0 | 1 |
| 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||||
1 |
|
| 1 | 1 | 1 | 1 |
,
,
;
,
,
Для асинхронных счетчиков функции возбуждения достаточно домножить на Вх, а синхроимпульс убрать.
Триггеры переключаются не одновременно. Время задержки распространения счета растет с ростом числа разрядов. .