Підрахунок кількості імпульсів є однією з найрозповсюдженних операцій у цифровій техниці і виконується за допомогою спеціальних пристроїв – лічильників імпульсів.
Лічильник імпульсів (ЛІ) – це цифровий пристрій, який здійснює лічбу і зберігання коду кількості підрахованих імпульсів.
ЛІ – це цифровий автомат Мура, в якому його наступний стан визначається попереднім станом і логічною змінною на вході.
Кількість можливих станів ЛІ має назву – коефіцієнт (модуль) лічбиі позначається літерою К. Цей коефіцієнт визначає кількість стійких станів у лічильнику і визначається
К = 2m,
де m – кількість розрядів (тригерів), які входять до лічильника.
Класифікувати ЛІ можна за наступими характеристиками:
− коефіцієнт (модуль) лічби. Відповіно до цієї характеристики ЛІ діляться на: двійкові, двійково-десяткові (декадні), з довільним коефіцієнтом лічби.
Для двійкового ЛІ коефіцієнт (модуль) лічбидорівнює К = 2m і, відповідно, число стійкіх станів, а також тригерів у складі лічильника, завжди дорівнює цілій ступені числа 2. В цьому випадку число М, яке записано у ЛІ можна визначити, як
М=Qm 2m + Qm-1 2m-1 + … + Q1 21 + Q0 20 ,
де Qm – номер виходу лічильника;
20 – вага першого (молодшого) розряду лічильника;
21…2m – відповідно ваги наступних розрядів ЛІ.
Якщо необхідно побудувати ЛІ, у якого К ≠ 2m, то для цього можна вводити додаткові логічні зв’язки – зворотні та прямі, за допомогою яких двійковий лічильник перетворюється у недвійковий, загалом, з довільним коефіцієнтом лічби.
Найбільше розповсюдження серед таких ЛІ мають двійково-десяткові (декадні), у яких К = 10. Десяткова лічба виконується у двійково-десятковому коді (двійковому – за кодом лічби і десятковому – за кількістю станів);
− напрям лічби. Відповідно до цієї характеристики ЛІ діляться на: підсумовуючі, віднімаючі, реверсивні.
Ця характеристика визначає напрям зміни числа, яке записане у ЛІ, при його роботі.
Так, у підсумовуючому ЛІ зміна відбувається, як додавання одиниці (інкрементування) до поточного значення стану.
У віднімаючих ЛІ, навпаки, зміна стану виконується як зменшення поточного значення на одиницю (декрементування).
У реверсивних ЛІ напрям зміни лічби – інкрементування чи декрементування може змінюватися безпосередньо під час роботи, відповідно до сигналів керування;
− спосіб організації внутрішніх зв’язків. Відповідно до цієї характеристики ЛІ діляться на: лічильники з послідовним перенесенням, з паралельним перенесенням, з комбінованим перенесенням, кільцеві.
Ця характеристика визначає особовості організації перенесення результатів лічби між розрядами ЛІ.
При послідовному перенесенні сигнал пеенесення поступає з попереднього розряду на вхід наступного, як у послідовному регістрі. При побудуванні таких ЛІ використовуються Т-тригери.
Головною вадою цих ЛІ є простота їх побудування і збільшення кількості розрядів (коефіцієнту лічби). До недоліків можна віднести порівняно низку швидкодію, за рахунок послідовного включення розрядів, при якій час затримки буде накопичуватися при проходженні сигнала впродовж ЛІ.
ЛІ з паралельним перенесенням будуються з синхронних тригерів. Імпульси, які поступають на вхід ЛІ надходять одночасно на входи всіх розрядів і кожен з тригерів, які входять до схеми, для наступних є джерелом сигналу. Спрацьовування всіх тригерів, які входять до схеми відбувається одночасно відповідно до надходження сигналів синхронізації, кількість яких і рахує цей лічильник. За рахунок цього, швидкодія такого ЛІ є максимальною і визначаєься затримкою сигналу в одному тригері та затримкою у колах формування сигналів перенесення. Також ці ЛІ є більш завадостійкими.
У ЛІ з комбінованим перенесенням тригери об’єднуються в групи таким чином, що окремі групи будуються як лічильники з паралельним перенесенням, а між собою з’єднуються послідовно.
До основних експлуаційних характеристик ЛІ відносяться:
− розподілювальна здатність. Це мінімальний час між двума сусідніми імпульсами, які надійно фіксуються ЛІ;
− максимальна швидкодія. Відповідає кількості імпульсів, які фіксуються ЛІ у одиницю часу, є зворотньою до розподілювальній здатності;
− інформаційна емність. Максимальне число, яке може бути записано у ЛІ. Кількістно цей параметр дорівнює коефіцієнту (модуль) лічби.
