Временные диаграммы

Для того чтобы полнее представить себе работу схемы счетчика, необходимо рассмотреть его временную диаграмму. На рис. 4.10 приведен пример возможной последовательности событий, происходящих в нашей схеме. Предполагается, что переходы между состояниями (изменения значений триггеров) происходят на отрицательном фронте тактирующего сигнала и что начальным состоянием счетчика является S0. Вначале х = 0. Поэтому в момент времени t0 счетчик переходит в состояние S1, затем, в момент времени t1 он переходит в состояние S2 (и на выходе z является значение 1), а затем, в момент времени t2, — в состояние S3 (на и выходе z мы снова видим 0). Далее, в момент времени t3, счетчик снова переходит состояние S0. Предположим, что в этот момент входное значение х меняется на 1, чего счетчик начинает считать в обратном порядке. Когда в момент времени t5 счетчик снова достигнет состояния S2, на выходе z опять появится значение 1

Рис. 4.10. Временная диаграмма для схемы, приведенной на рис. 4.9

Обратите внимание, что все изменения сигналов происходят сразу после появления отрицательного фронта тактового сигнала, и сигналы больше не меняются до тех пор, пока не появится отрицательный фронт следующего тактового сигнала.

Время задержки между фронтом тактового сигнала и изменением переменной уi- это время задержки на распространение сигнала в триггерах, на основе которых создана схема счетчика. Важно отметить, что вход х управляется тем же тактовым алом и изменяется в начале такта. Схемы, в которых все изменения управляются тактовым сигналом, называются синхронными последовательными схемами.

Еще одно важное наблюдение касается соответствия диаграммы состояний, представленной на рис. 4.8, временной диаграмме. Возьмем, к примеру, тактовый период между моментами времени t1 и t2. В течение этого времени схема находится в состоянии S2 и на ее входе сохраняется значение х = 0. На диаграмме состояний эта ситуация представлена исходящей из узла S2 стрелкой с надписью х = 0. Поскольку эта стрелка указывает на узел S3, на следующем фронте тактового сигнала (t2) переменные у1 и у2 принимают значения, соответствующие состоянию S3. А пока счетчик будет оставаться в состоянии S2, на выходе z будет значение 1.