4.9. СЧЕТЧИКИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ

Счетчики импульсов позволяют подсчитать количество поступающих на вход импульсов. Результат счета в них записывается в двоичном коде. Максимальное число N, которое может быть записано в счетчике, равно где n — число разрядов счетчика. Каждый разряд счетчика включает в себя триггер. Наиболее проста схема счетчика на синхронных -триггерах. На рис. 4.24, а показана схема трехразрядного счетчика на сложение. Он осуществляет счет импульсов от 0 до 7.

Рис. 4.24. Бинарные счетчики на сложение и вычитание (в)

Число N может быть увеличено при подключении к выходу счетчика дополнительных разрядов. Первый триггер счетчика образует младший разряд, сигнал поступает на вход второго разряда, выходное напряжение которого подается на вход третьего разряда и т. д.

Таблица 4.13. Таблица состояний трехразрядного счетчика на сложение

Таблица 4.14. Таблица состояний трехразрядного счетчика на вычитание

Рассмотрим функционирование счетчика по диаграммам рис. 4.24, б. Пусть в схеме подачей сигналов на установочные входы всех триггеров установлено исходное состояние . Срезом входных импульсов Т переключается триггер младшего разряда счетчика (диграмма ). Срезом напряжения переключается триггер второго разряда счетчика (диаграмма ). Срез сигнала вызывает переключение триггера третьего разряда (диаграмма ). Работа счетчика отражена в табл. 4.13.

Нетрудно видеть, что состояние разрядов представляет собой запись числа поступивших импульсов в двоичном коде. После записи максимального числа N сметчик автоматически обнуляется, т. е. устанавливается -При поступлении дальнейших импульсов начинается новый цикл счета. Частота повторения выходного сигнала в . разряде в раза меньше частоты повторения импульсов Т.

Аналогично суммирующему счетчику строится счетчик на вычитание, схема которого приведена на рис. 4.24, в. На вход триггера разряда подается сигнал с инверсного выхода предыдущего разряда, т. е. Счетный триггер переключается при срезе импульса на входе, это означает что переключение триггера разряда будет происходить при срезе импульса , т. е. при фронте (момент нарастания от 0 к 1).

Работа счетчика на вычитание представлена в табл. 4.14. В начале работы подачей сигналов на установочные входы установлено состояние .

Состояния разрядов счетчика представляют собой двоичную запись линейно убывающих чисел.

Часто возникает необходимость в счетчиках, которые поочередно осуществляли бы сложение и вычитание посту, пивших импульсов. Такие счетчики называются реверсивными. Реверсивные счетчики имеют два счетных входа: при подаче импульса на вход код, записанный в счетчике, увеличивается на единицу, а при поступлении импульса на вход код, записанный в счетчике, уменьшается на единицу. Реверсивные счетчики имеют также установочные входы (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Интегральный реверсивный счетчик

В ряде случаев возникает необходимость вернуть счетчик в состояние после записи на счетчике числа . Для создания такого счетчика необходимо ввести в него цепь ОС. При достижении числа по цепи ОС подается команда на установочные входы R всех разрядов, и счетчик переходит в состояние . Счетчики называются двоичными (или бинарными) при , а при речь идет о счетчиках с произвольным коэффициентом счета.

Промышленность выпускает многочисленные счетчики в виде ИМС, среди них многоразрядные бинарные счетчики на сложение и реверсивные счетчики. На рис. 4.25 показана ИМС четырехразрядного реверсивного счетчика с установочными входами R и S для всех разрядов. Выпускаются и счетчики с произвольным коэффициентом счета, в первую очередь речь идет о счетчиках на десять положений (счет от 0 до 9), находящих широкое применение в цифровых устройствах, и счетчиках на 12 положений (счет от 0 до 11), широко применяющихся в электроэнергетике, поскольку число 12 кратно числу фаз сети. В некоторых случаях ИМС счетчиков использовать не удается, тогда счетчики создаются на основе отдельных триггеров.

Счетчики находят широкое применение в вычислительных и управляющих устройствах.

Отметим, что счетчик является цифровым аналогом генератора линейно изменяюшихся напряжений, так как на его выходе может быть сформирован линейно изменяющийся код.

На основе счетчиков строятся распределители импульсов, которые поочередно формируют импульсы на М выходах. М-канальный распределитель импульсов состоит из счетчика на М положений и комбинационного устройства. В качестве последнего при ширине выходных импульсов используют дешифратор. Истинность распределителя на шесть каналов приведена в табл. 4.15.

Таблица 4.15. Таблица истинности распределителя

Рис. 4.26. Шестнкаиальный распределитель импульсов (а) и временные диаграммы в распределителе (б)

Схема шестиканального распределителя приведена на рис. 4.26, а. Временные диаграммы представлены на рис. .