10.2.4 Суммирующие. Схема. Быстродействие

Схема суммирующего счетчика с последовательным переносом приведена на рисунке 3.5.1, а. С поступлением каждого входного импульса число в счетчике увеличивается на единицу. Если в данном разряде присутствует единица, то под воздействием перепада, поступающего от предшествующего, он обнуляется, и единица переносится в следующий разряд. Если же в данном разряде ноль, то в него вписывается единица.

Рисунок 3.5.1. Суммирующий счетчик с последовательным переносом а) схема, б) условное изображение.

На рисунке 3.5.2, б представлено условное изображение 4-разрядного счетчика. На счетный С вход поступают импульсы. Логическая единица на входе К сбрасывает все разряды счетчика в ноль. По входам предварительной установки D₀ – D₃ в счетчик может быть записано число, его значение должно сопровождаться логической единицей на входе разрешения V. Число, занесенное в счетчик, фиксируется на его выходах двоичным кодом с «весами» разрядов 1-2-4-8. На выходе P₊ появляется логическая единица с поступлением на вход 16-го импульса, т. е. вслед за тем, как предыдущими 15-ю импульсами все разряды счетчика были установлены в единицу.

Суммирующий счетчик функционирует по правилам сложения двоичных чисел. Это легко проследить по временной диаграмме, изображенной на рисунке 3.5.2, где крестиками отмечены переключающие перепады 1/0.

Рисунок 3.5.2. Временная диаграмма работы суммирующего счетчика.

Из временных диаграмм можно сделать следующие выводы:

- с наибольшей частотой переключается входной триггер счетчика;

- частота импульсов на выходе каждого триггера вдвое меньше, частоты импульсов на его входе, а n разрядов счетчика делят частоту входных импульсов в 2ⁿ раз, таким образом, счетчик является делителем числа входных импульсов с коэффициентом деления (пересчета), равным емкости счетчика К_сч;

- при поступлении на вход суммирующего счетчика 2ⁿ импульсов он переполняется: все триггеры устанавливаются в 0 (счетчик обнуляется);

- максимальное число, которое может содержать счетчик, на единицу меньше его емкости N = К_сч – 1 = 2ⁿ – 1;

- в момент, предшествующий переключению очередного разряда, все предыдущие разряды счетчика находятся в состоянии 1.

Если в счетчике использованы триггеры, переключающиеся перепадом 0/1, то вход последующего триггера нужно соединить с инверсным выходом предыдущего, на котором формируется этот перепад, когда по основному выходу триггер переключается из 1 в 0. [1]