Міністерствозагальної та професійної освіти Російської Федерації
Уральськийдержавний технічний університет
ДОСЛІДЖЕННЯ двійкового лічильника
Єкатеринбург2009
Дослідженнядвійкових лічильників
1.ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Лічильники
Лічильником називаютьпристрій, сигнали, на вході якого в певному коді відображають числоімпульсів, що надійшли на рахунковий вхід. Тригер Т-типу може служити прикладомнайпростішого лічильника. Такий лічильник рахує до двох. Лічильник, утворенийланцюжком з m-тригерів, зможе порахувати в двійковому коді 2 m імпульсів. Кожен з тригерів ланцюжка називають розрядом лічильника. Число mвизначає кількість розрядів двійкового числа, яке може бути записано влічильник. Число До рах = 2 m називають коефіцієнтом (модулем)рахунки.
Інформація знімається зпрямих і (або) інверсних виходів всіх тригерів. У паузах між вхіднимиімпульсами тригери зберігають свій стан, тобто Лічильник запам'ятовує числополічених імпульсів.
Нульове стан всіхтригерів приймається за нульове стан лічильника в цілому.
Після кожного циклу рахункина виходах останнього тригера виникають перепади напруги. Це властивістьвизначає друге призначення лічильників: Ділення числа вхідних імпульсів. Якщовхідні сигнали періодичні і слідують з частотою f вх , то частотавихідних імпульсів буде f вих = f вх /К рах
У лічильників в режиміділення використовується вихідний сигнал тільки останнього тригера, проміжністану інших тригерів не враховуються. Всякий лічильник може бутивикористаний як дільник частоти. Тому подібний пристрій часто називаютьлічильником-дільником. Такі дільники мають цілочисельний коефіцієнт розподілу.Елементна база сучасної мікроелектроніки дозволяє будувати подільники та здробовим коефіцієнтом розподілу.
Символом лічильником насхемах служать букви СТ (від англ. counter - лічильник). Якщо потрібно, післясимволу проставляють число, що характеризує модуль рахунку, наприклад СТ 2 .
Основні експлуатаційніпоказники: ємкість і швидкодія .. Ємність лічильника, чисельно рівнакоефіцієнту рахунку, характеризує число імпульсів, доступне рахунку за одинцикл.
Швидкодія лічильникавизначається роздільною здатністю t разр.сч і часом установкикоду лічильника. Під роздільною здатністю увазі мінімальний часміж двома вхідними сигналами, протягом якого ще не виникають збої вроботі лічильника.
Зворотній величина f max = 1/t розр.рах називається максимальною частотою рахунку. Час установки коду t вуст одно часу між моментом надходження вхідного сигналу і переходом лічильникав новий стійкий стан. Часові властивості залежать від тимчасових характеристиктригерів та способу їх з'єднання між собою.
Класифікація лічильників.
Цифрові лічильникикласифікуються наступним чином:
За коефіцієнтом рахунку:двійкові (бінарні); двійково-десяткові (декадні) або з іншою підставоюрахунки; з довільним постійним модулем; зі змінним модулем.
За напрямом рахунку:суммирующие; віднімаються; реверсивні.
За способом організаціївнутрішніх зв'язків: з послідовним переносом; з паралельним переносом; зкомбінованим переносом; кільцеві.
Для двійкового лічильника зДо рах = 2 m , знаючи номера тригерів і стану виходів Q,можна визначити записане в лічильник двійкове число
М = Q m * 2 m-1 + Q m-1 * 2 m-2 + ... + Q 1 * 2 0 ,
де m-номер тригера, 2 m-1 - Вага m-ного розряду.
Введенням додатковихлогічних зв'язків - зворотних і прямих - двійкові лічильники можуть бути звернені вНедвійкова, для яких До рах В№ 2 m . Найбільшого поширення набули десяткові(Декадні) лічильники, що працюють із звичним До рах = 10. Десятковий рахунокздійснюється в двійковій-десятковому коді (двійковий за кодом рахунку, десятковий -по числу станів).
Десяткові лічильникиорганізовуються з чотирирозрядний двійкових лічильників. Надлишкові шість станіввиключаються введенням додаткових зв'язків.
Можливі 2 варіантипобудови схем: а) рахунок циклічно йде від 0000 до 1001 і б) вихіднимстаном служить 0110 2 = 6 10 і рахунок відбувається до 1111 2 = 15 10 .Перший варіант застосовують частіше.
У суммирующем лічильникукожен вхідний імпульс збільшує число, записане в лічильник, на 1. Яквипливає з таблиці, перенесення інформації з одного розряду в інший, більшвисокий, має місце, коли відбувається зміна стану з 1 на 0.
віднімається лічильникдіє зворотним чином: двійкове число, яке зберігається в лічильнику, з кожнимвступникам імпульсом зменшується на 1. Переповнення віднімаючого лічильникавідбувається після досягнення нею нульового стану. Перенесення з молодшого розрядув старший тут має місце при зміні стану молодшого розряду з 0 на 1.
N стану
Стан підсумовуючого лічильника
N стану
Стан віднімаючого лічильника
Q 3
Q 2
Q
Q 3
Q 2
Q 1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1 ВЇ
7
1
1
1
2
0
1 В¬
0
6
1
1
0
3
0
1
1
5
1
0 В¬
1 ВЇ
4
1 В¬
0 ВЇ
0
4
1
0
0
5
1
0
1
3
0 В¬
1 ВЇ
1
6
1
1
0
2
0
1
0
7
1
1
1
1
0
0
1
0
0
<...
