4.7.4 Двоично-кодированные счётчики с произвольным модулем

Количество просчитанных счетчиком импульсов можно определить по коду, записанному в триггеры счетчика. Код в счетчике точно соответствует числу поступивших на вход импульсов, выраженному в двоичном коде. Если после полного заполнения счетчика единицами (код 111…1) не прекратится подача входных импульсов, то после перехода счетчика через состояние 0 во всех разрядах подсчет импульсов начинается сначала. Этот режим работы счетчика называется циклическим. За один цикл работы на счетчик поступает 2ⁿ импульсов (n – количество разрядов счетчика) т.е. модуль счета такого счетчика М=2ⁿ. Иногда требуется, чтобы число импульсов в цикле было отличным от 2ⁿ, например, если нужно организовать пересчет на десять (количество разрядов этого счетчика должно быть равно четырем, т.к. ближайшее число 2ⁿ, большее 10, равно 16). Чтобы модуль счета был равен десяти, необходимо после каждого десятого импульса установить все разряды счетчика в 0. Пересчет на М  2ⁿ всегда приводит к некоторому усложнению схемы счетчика из-за необходимости организации установки в 0 отдельных триггеров счетчика. Модуль счета является одной из характеристик счетчика. Если обычный суммирующий счетчик имеет n разрядов, то лишь после подачи 2ⁿ входных импульсов образуется перенос из старшего разряда. Следовательно, модуль счета такого счетчика равен 2ⁿ. Модуль счета М счетчика определяет отношение частоты импульсов, подаваемых на его вход, к частоте импульсов, образующихся на выходе его старшего разряда.

С учетом всего выше изложенного следует, что счетчики с модулем, не равным целой степени числа 2, называются счетчиками с произвольным модулем. Для построения таких счетчиков берется разрядность , где - знак округления до ближайшего большего целого числа. Иными словами, исходной структурой как бы служит двоичный счетчик с модулем 2ⁿ, превышающим заданный и ближайшим к нему. Такой двоичный счетчик имеет 2ⁿ-М=L лишних (неиспользуемых) состояний, подлежащих исключению.

Способы исключения лишних состояний многочисленны, и для любого М можно предложить множество реализаций счетчика. К примеру, исключая некоторое число первых состояний, получим ненулевое начальное состояние счетчика, что приводит к отсутствию естественного порядка счета и регистрации в счетчике кода с избытком. И наоборот – исключение последних состояний позволяет сохранить естественный порядок счета. Сложность обоих вариантов принципиально одинакова, поэтому далее будем ориентироваться на схемы с естественным порядком счета. Состояния счетчиков во всех случаях предполагаем закодированными двоичными числами, т.е. будем рассматривать двоично-кодированные счетчики.

В счетчиках с исключением последних состояний счет ведется обычным способом вплоть до достижения числа М-1. Далее последовательность перехода счетчика в направлении роста регистрируемого числа должна быть прервана, и следующее состояние должно быть нулевым. При этом счетчик будет иметь М внутренних состояний (от 0 до М-1), т.е. его модуль равен М.

Остановимся на двух методах построения счетчика с произвольным модулем: модификации межразрядных связей и управлении сбросом.