И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

Q2
ТЗ
Q3
Р
П'

I 1 I

Т1 = ТР0
Т2*Т Q1
ТЗ=Т Q1Q2
Р'Щ Q2 Q3 Т1Ч-Р

0 0 0 0

1

I 1 I По о ¹
. Ыр г—I t

■L-1- I I I

Ш-Щ]

JZL

t
т

I

(о 0|1 1

Синхронный (параллельный) двоичный счетчик обладает более высоким быстродействием за счет того, что тактовые импульсы одновременно поступают на входы всех триггеров счетчика. Рас­смотрим работу синхронного трехразрядного двоичного счетчика, схема которого изображена на рисунке 4.12, а, а временные диаграм­мы— на рисунке 4.12, б. На диаграммах счетные входы и прямые выходы трех разрядов счетчика обозначены соответственно 71, 72, 73 и Ql, Q2, Q3. Перед началом работы единичным сигналом на вхо­де R устанавливается нулевое состояние на всех выходах. На замкнутые между собой входы 7 и РО (как у первой ИМС; рис.

12. 
    в) поступают счетные импульсы. Так как все триггеры первона­чально находились в нулевом состоянии, то первый импульс прой­дет только на вход первого триггера и, опрокинув триггер D1 в единичное состояние, подготовит элемент D5 (И) для передачи второго импульса на счетный вход D2. Прохождение всех следующих импульсов легко прослеживается по временной диаграмме с учетом логических функций, выполняемых элементами D4, D5 и D6:
    

71 = 7• Р0=7; 72=7• Ql; 73=7-Ql-Q2.
Диаграмма показывает, что при одинаковых задержках в тригге­рах смена информации во всех разрядах счетчика происходит од­новременно.
При дальнейшем увеличении разрядности параллельного счет­чика появляется необходимость в элементах И с большим числом входов. Поэтому обычно в интегральном исполнении выпускаются четырехразрядные счетчики, условно-графические обозначения ко­торых показаны на рисунке 4.12, в. Для создания счетчиков с боль­шей разрядностью производят соединение нескольких микросхем, подавая сигнал с выхода переноса Р на вход разрешения приема переноса РО. На временной диаграмме видно, что сигнал переноса Р позволяет сформировать тактовый импульс ГГ для первого тригге­ра следующего счетчика без какой-либо дополнительной задержки.
Счетчик с произвольным коэффициентом счета. Часто нужны счетчики с числом устойчивых состояний, отличным от 2^N. Например, в электронных часах есть микросхемы с коэффициентами счета 6 (десятки минут), 10 (единицы минут), 7 (дни недели), 24 (часы). Для построения счетчика с К _Счф2 можно использовать устрой­ство из JV-триггеров, для которого выполняется условие 2^ЛЛ>К_Сч- Очевидно, такой счетчик имеет лишние устойчивые состояния (2^N— —/Сеч). Исключить эти ненужные состояния можно использованием обратных связей, по цепям которых счетчик переключается в ну­левое состояние в том такте работы, в котором он досчитывает до числа /Сеч-
Для счетчика с /С_сч=10 нужны четыре триггера (так как 2³<10<2⁴). Счетчик должен иметь десять устойчивых состояний (0, ..., 9). В том такте, когда он должен был бы перейти в одиннад­цатое устойчивое состояние (число 10), его необходимо установить в исходное нулевое состояние. Для такого счетчика можно исполь­зовать любой четырехразрядный счетчик (рис. 4.13, а) с цепями
обратной связи с выходов, соответствующих числу 10 (т. е. 2 и 8), на входы установки счетчика в 0 (вход R). В самом начале одиннадцатого состояния (число 10) на обоих входах элемента И микросхемы появляются логические 1, вырабатывающие сигнал сброса всех триггеров счетчика в нулевое состояние.
Рассмотренный счетчик является двоичным эквивалентом счет­ной декады, представляющим любую десятичную цифру ее двоич­ным кодом. Поэтому такой счетчик называют двоично-десятич­ным, а его выходной код — двоично-десятичным кодом (или ко­дом 8421).
Во всех сериях цифровых микросхем есть счетчики с внутрен­ней организацией наиболее употребительных коэффициентов пе­ресчета. Например, в микросхеме К155ИЕ2 /С_Сч=10, в микросхеме К155ИЕ4 Ксч=2X6=12.
В состав широко распространенной микросхемы К155ИЕ2 (рис.

12. 
    в) входят триггер со счетным входом (вход 74) и делитель на 5 (вход Т2). При соединении выхода счетного триггера с входом Т2 образуется двоично-десятичный счетчик. (Диаграмма его работы аналогична приведенной на рисунке 4.13, б.) Счет происходит по срезу импульса. Счетчик имеет входы установки в 0 (R0 с ло­гикой И) и входы установки в 9 (R9 с логикой И).
    

Если двоично-десятичный счетчик предназначен для работы в системах, где требуется визуальная информация о числе подсчи­танных импульсов (например, всевозможные цифровые измеритель­ные приборы), то после счетчика ставится преобразователь двоич- но-десятичного кода в код семисегментного индикатора (рис. 4.14). С появлением микросхем средней степени интеграции удалось сов­местить в одной микросхеме и двоично-десятичный счетчик, и пре-

2°
24

/		т	СТ-2	1 2 4 в
я
		R

LZ__

123456789 10 1
I I I I И I I I I I
Lrirmj"LrLr r~L-m_fL

тг	СТ2/10
Т1		1
&		?
«9		4
& Но		8

1±
6_
7

12
_£
8_
11

2³

JL

К155ИЕ2 (413

образователь кода. Такими микросхемами являются К176ИЕ4 (де­сятичный счетчик) и К176ИЕЗ (счетчик на 6). Условно-графиче­ские обозначения этих микросхем (рис. 4.14) одинаковы. Каждый из этих счетчиков помимо выходов преобразователя кода имеет еще и выход переноса (вывод 2), к которому непосредственно подклю­чается вход следующего счетчика.
Счетчик с предварительной установкой может устанавливаться в начальное состояние, равное любому числу от 0 до К_сч — 1- Эта операция осуществляется параллельной записью в счетчик кода необходимого числа. Счет (сложение или вычитание) будет начи­наться уже не с нуля, а с установленного числа. Такой режим работы счетчика необходим, например, в управляющем устройстве ЭВМ при образовании последовательности адресов команд с задан­ного начального адреса.
Счетчики с предварительной установкой обычно являются уни­версальными и могут работать в режимах сложения, вычитания, установки заданного кода, установки (сброса) нуля. Это микросхе­мы К155ИЕ6, К155ИЕ7, К561ИЕ11, К561ИЕ14, К155ИЕ9.
Условно-графическое обозначение одного из таких счетчиков и таблица, в которой описаны его режимы работы, приведены на рисунке 4.15. Обычно такие сведения приводятся в справочной

1	X/Y	а	__		±_		>т		СТЮ	а
2		Ь	—							Ь
4		с	—		г					с
8		d	—				R			d
		е	—							е
		f	—		6					f
		Ч	-				V			Ч
											Р

т	чТ	СТ-2/10	1 2 4 8
R	R

□Й 11
ш
а
U 1

КПЬИЕЬ.КПбИЕЗ 9

К561ИЕ11

1ро	СТ2
>т		—
±1		1
V
01		2
02
04		4
08		в
R

5 ю

_б