Двоичные счетчики

Схемы счетчиков могут быть построены на базе триггеров. Число триггеров, необходимых для построения счетчика, определяется по формуле: , где -коэффициент (модуль) пересчета, то есть максимальное число внутренних состояний, которое может иметь счетчик; ceil-функция округления сверху до целого числа; n- разрядность счетчика.

Другой важной характеристикой является быстродействие. Оно в значительной мере определяется построением цепей переноса. Быстродействие характеризуется временем установления кода на выходе счетчика - время установки – интервал времени между моментом поступления входного импульса и моментом окончания самого длительного переходного процесса в счетчике. Если не приняты никакие меры к ускорению переносов, то счетчика определяется временем срабатывания триггеров счета и числом разрядов счетчика n, то есть = .

Введение цепи сквозного переноса позволило сократить время установления кода до величины , где - время срабатывания схемы I в цепи сквозного переноса. Дальнейшее повышение быстродействия счетчика достигается использованием цепей параллельного переноса: и группового переноса. В случае использования группового переноса учитывается время распространения сигнала между m – группами, входящими в состав счетчика. + .

Разрешающая способность счетчика определяется минимальным временем между двумя счетными импульсами, при которых счетчик работает надежно. Максимальная частота поступления счетных импульсов в общем случае определяется как .

Счетчики с K-2n

Для многих электронных устройств необходимы счетчики с модулем пересчета, отличным от целой степени 2. Для электронных часов может потребоваться счетчик с коэффициентом пересчета 3,6, 7, 10, 24 и т.д. В ЭВМ счетчики применяются для задания сетки тактовых частот машины. Принцип построения счетчика с K-2n заключается в исключении лишних устойчивых состояний у двоичного счетчика с K-2n. Для реализации данного принципа используются следующие основные методы:

1. Метод блокирования переноса.

2. Принудительный порядок счета.

3. Начальная установка кода.

Идея способа блокирования переноса заключается в том, что при подаче импульса с номером, несколько меньшим коэффициента пересчета, блокируется поступление счетных импульсов в разряды, находящиеся в нулевом состоянии, а последующие импульсы обнуляют триггеры, оставшиеся в единичном состоянии, так что с приходом k-го импульса все триггеры счетчика оказываются в нулевом состоянии.

В счетчиках с принудительным порядком счета исключение запрещающих состояний достигается за счет принудительной установки отдельных разрядов в состоянии 1 в процессе счета. Для этого в схему счетчика вводятся обратные связи. В счетчике с начальной установкой кода необходимое число запрещенных состояний устанавливается перед началом счета по сигналу «начальная установка кода».