|
Справочное руководство по Electronics Workbench |
3.3.3 Двоичные счетчики
Раздел: Цифровая схемотехника
Теоретическое введение:
Почти каждая сложная цифровая система содержит несколько счетчиков. Счетчик – функциональный узел, предназначенный для подсчета числа входных сигналов и запоминания кода этого числа соответствующими триггерами. Результат счета в них записывается в двоичном коде. Максимальное число N, которое может быть записано в счетчике равно (2n –1), где n-число разрядов счетчика. Каждый разряд счетчика включает в себя триггер. По назначению счетчики делятся на суммирующие, вычитающие.
Рассмотрим построение и временную диаграмму работы суммирующего счетчика (трехразрядного).
Суммирующий счетчик работает по принципу суммирования сигналов, поступающих на его вход (см. таблицу 3.3.3.1). На рисунке 3.3.3.1 приведена функциональная схема трехразрядного суммирующего счетчика и временная диаграмма работы (см. рисунок 3.3.3.2), в таблице 3.3.3.1 – состояния его триггеров(Тг). В начальный момент времени все триггеры устанавливаются сигналом Уст 0 в состояние “0”. После прихода первого счетного импульса триггер Тг1 перейдет в состояние “1” и в счетчике зафиксируется код 001.Второй импульс, пришедший на вход, переведет Тг1 снова в состояние “0”. При этом возникает импульс переноса, который устанавливает следующий триггер Тг2 в состояние “1” и в счетчике зафиксируется код 010. После третьего входного сигнала Тг1 вновь прейдет в состояние “1”, а остальные триггеры останутся в прежнем состоянии. Так будет продолжаться до тех пор, пока счетчик не просуммирует максимальное для трех разрядов число 710=1112. Восьмой импульс переведет Тг1 в состояние “02, возникший перенос поступит на Тг2 и также переведет его в состояние “0”. В свою очередь, импульс переноса со второго разряда переведет в состояние “0” и Тг3. В результате этого счетчик установится в исходное нулевое состояние (000)
| Номер импульса |
Состояние триггеров | ||
| Q1 | Q2 | Q3 | |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
0 |
1 |
0 |
|
3 |
0 |
1 |
1 |
|
4 |
1 |
0 |
0 |
| 5 |
1 |
0 |
1 |
|
6 |
1 |
1 |
0 |
|
7 |
1 |
1 |
1 |
|
8 |
0 |
0 |
0 |
Таблица 3.3.3.1 - Таблица истинности суммирующего двоичного счетчика
Рисунок 3.3.3.1 - Схема суммирующего двоичного счетчика
Рисунок 3.3.3.2 - Диаграмма работы суммирующего двоичного счетчика
В вычитающем счетчике перенос от разряда берется не единичных, а с нулевых выходов триггеров. Можно убедиться в том, что при такой коммутации перенос образуется при переходе соответствующего триггера в состояние “1”, а не “0”, как это было в суммирующем счетчике (см. таблицу 3.3.3.2). В вычитающем счетчике каждый поступающий на вход сигнал не увеличивает, а уменьшает содержимое счетчика на единицу (см. рисунок 3.3.3.3). Временная диаграмма работы вычитающего счетчика приведена на ри
cунке 3.3.3.4.|
Номер |
Состояние триггеров | ||
|
Q1 |
Q2 |
Q3 | |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
2 |
1 |
0 |
1 |
|
3 |
1 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
1 |
1 |
|
5 |
0 |
1 |
0 |
|
6 |
0 |
0 |
1 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
1 |
1 |
1 |
Таблица 3.3.3.2 - Таблица истинности вычитающего двоичного счетчика
Рисунок 3.3.3.3 - Схема вычитающего двоичного счетчика
Рисунок 3.3.3.4 - Диаграмма работы вычитающего двоичного счетчика
Задание:
Задания выполняются соответственно по вариантам:
