Лічильники. Основні положення

Лічильником називають цифровий пристрій (цифровий автомат), сигнали на виході якого, у певному коді, відображають число імпульсів, що надійшли на рахунковий вхід. Крім того, у лічильниках виконуються такі мікрооперації, як установка у вихідний стан, зберігання й видача слів. По мірі надходження вхідних сигналів лічильник послідовно міняє свої стани, утворені комбінаціями станів тригерів з рахунковим входом. Число дозволених станів лічильника називають модулем рахунку, коефіцієнтом перерахування або ємністю M (у загальному випадку , де n - число тригерів або двійкових розрядів лічильника). Лічильники класифікують за значенням модуля, напрямком рахунку й способом організації міжрозрядних зв’язків.

За значенням модуля рахунку розрізняють: двійкові ( ), двійково-кодовані з довільним модулем, з одинарним кодуванням і ін.

За напрямком рахунку: підсумовуючі (прямого рахунку - Up-counter), що віднімають (оберненого рахунку - Down-counter) і реверсивні (Up-Down-counter).

За способом організації міжрозрядних зв’язків розрізняють лічильники з послідовним, паралельним і комбінованим переносами.

Крім того, всі перераховані типи лічильників прийнято ділити на два види: синхронні й асинхронні. При цьому в асинхронних лічильниках зміна його стану, викликана впливом чергового імпульсу, характеризується послідовною у часі зміною станів тригерів (як правило, це лічильники з послідовним переносом). У синхронних лічильниках зміна станів характеризується одночасною у часі зміною станів його тригерів. У цій якості синхронні лічильники утворять один з видів синхронних автоматів, тому до них може бути застосована й стандартна методика синтезу цього класу автоматів.

Визначимо деякі закономірності двійкових лічильників. Відповідність між числом вхідних імпульсів і станами 3-розрядного двійкового лічильника (прямій і обернений рахунок) представлена в табл. 4.1. Розглядаючи її для прямого рахунку, можна відзначити дві закономірності:

- значення змінної Qi змінюється тоді, коли змінна в сусідньому молодшому розряді Qi-1 переходить зі стану «1» у стан «0».

- значення вихідний змінної Qi змінюється при надходженні чергового імпульсу рахунку в тому випадку, коли змінні у всіх молодших розрядах Qi-1, …, Q1 перебувають у стані «1». Перша закономірність указує на можливість реалізації лічильника асинхронного типу, друга дозволяє побудувати синхронний лічильник. Для лічильника, що віднімає, аналогічні закономірності можна сформулювати так:

- значення вихідний змінної Qi змінюється, коли змінна в сусідньому молодшому розряді Qi-1 переходить зі стану «0» в «1».

- значення вихідний змінної Qi змінюється при надходженні чергового імпульсу рахунку у випадку, коли всі змінні в попередніх молодших розрядах Qi-1, ..., Q1 перебувають у стані «0».

Таблиця 4.1 − Відповідність між числом вхідних імпульсів і станами 3-розрядного двійкового лічильника