Интегральные счётчики

1 Интегральные счётчики

1.1 Классификация счётчиков и основные параметры

Счётчик – это цифровое устройство, используемое для подсчёта числа входных сигналов и хранения двоичного числа.

Счётчики – это цифровые автоматы с памятью внутреннее состояние которых определяется только сигналами логических единиц, сигналы логического нуля не изменяют состояние счётчика.

Основными параметрами счётчиков является разрешающая способность и информационная ёмкость.

Разрешающая способность – это минимальное время между двумя сигналами, которое надёжно фиксируется счётчиком.

Быстродействие равное числу сигналов фиксируемых счётчиком в единицу времени это величина обратная разрешающей способности.

Информационная ёмкость – это максимальное количество сигналов, которые могут быть подсчитаны счётчиком, причём количественно информационная ёмкость равна главному параметру счётчика, это коэффициент счёта.

Счётчики могут быть: одноразрядные, многоразрядные, двоичные, десятичные, а так же они могут быть с переменным коэффициентом счёта.

Счётчики различаются на значения, режимы работы, количеством используемых триггеров, организаций связи между счётчиками.

Простые счётчики – это суммирующие и вычитающие счётчики.

1.2 Суммирующие счётчики

Суммирующий счетчик предназначен для выполнения счета импульсов в прямом направлении, т.е. для сложения. С приходом очередного импульса на вход счетчика его содержимое увеличивается на единицу.

Простейшим счётчиком является Т-триггер, считающий до 2-х, то есть осуществляющий счёт и хранение не более 2-х сигналов.

Счётчик, образованный цепочкой из n триггеров сможет подсчитать в двоичном коде 2n импульсов. Число n определяет количество разрядов двоичного числа, которое может быть записано в счётчик. Число 2n называется модулем или коэффициентом счёта: KСЧ  = 2n

Схема простейшего 4-х разрядного суммирующего счётчика, построенного на Т – триггерах (рисунок 1.1 а.) Принцип работы счётчика проиллюстрирован временными диаграммами, (рисунок 1.1 б.).

[pic 1]

Рисунок 1.1 –

а) Схема простейшего четырёхразрядного суммирующего счётчика;

б) Временные диаграммы.

1.3 Вычитающие счётчики

Вычитающий счетчик предназначен для выполнения счета в обратном направлении, то есть в режиме вычитания. Каждый импульс, поступающий на вход такого счетчика, уменьшает его содержимое на единицу.

Вычитающие счетчики предназначены для получения разности между числом N, записанным в счетчике, и числом n импульсов, поступающих на его вход Т (рисунок 1.2). При этом, в отличие от суммирующих счетчиков, в вычитающих счетчиках управляющими сигналами для старших разрядов являются сигналы, снимаемые с инверсных информационных выходов младших разрядов. Схема простейшего 4-х разрядного вычитающего счётчика, построенного на RS – триггерах (рисунок 1.2 а.) Принцип работы счётчика проиллюстрирован временными диаграммами, (рисунок 1.1 б.).

[pic 2]

Рисунок 1.2 –

а) Схема четырёхразрядного вычитающего счётчика;

б) Временные диаграммы.

По способу организации счёта, счётчики делятся на асинхронные и синхронные.

1.4 Асинхронные счётчики

Асинхронные счетчики строятся из простой цепочки JK- триггеров, каждый из которых работает в счетном режиме. Выходной сигнал каждого триггера служит входным сигналом для следующего триггера. Поэтому все разряды (выходы) асинхронного счетчика переключаются последовательно (отсюда название - последовательные счетчики), один за другим, начиная с младшего и кончая старшим. Каждый следующий разряд переключается с задержкой относительно предыдущего, то  есть,  асинхронно, не одновременно с входным сигналом и с другими разрядами.