СЧЕТЧИК

— устройство для подсчета импульсов в различных средствах автоматики, телемеханики и т. д.; часто используется как блок ЦВМ типовый, выполняющий операцию счета единиц. С. имеет один или два вида соседних переходов в заданном мн-ве состояний Т (периоде). Из любого -го состояния под воздействием входного сигнала «+1»

С. переходит в состояние, а под воздействием входного сигнала состояние в соответствии с задаваемыми модулями счета и — операции сложения и вычитания по модулю). Номера состояний С. отсчитываются от некоторого начального состояния с номером Когда С. достигает предельного состояния , он очередным входным сигналом возвращается в начальное состояние.

(рис. см. скан)

1. Графы переходов счетчиков: а — простого; б — реверсивного одностороннего; в — реверсивного двухстороннего сигналы соответственно; состояния счетчика).

2. Блок-схема реверсивного одностороннего счетчика со сквозными переносами (С — импульсно-потенциальное совпадение; Р — импульсное разделение: соответственно входные сигналы управляющий сигнал на входе триггера; — сигнал сброса счетчика в начальное состояние).

Кроме того, в практических схемах С. обычно предусматривается возможность установки С. из любого состояния в нач. воздействием спец. установочного сигнала.

По виду переходов С. разделяют на три осн. группы: простые, реверсивные односторонние и реверсивные двухсторонние (рис. 1). На простые С. поступают входные сигналы одного знака, обычно , т. е. их графы переходов характеризуются наличием переходов лищь в одном направлении — прямом, определяемом увеличением номера состояний до предельного значения (рис. 1, а). Реверсивные односторонние С. имеют переходы в двух направлениях — прямом и обратном. Вместе с тем в этих С. нет состояний с номерами принятой нумерации) (рис. 1, б). Под воздействием прибавляемого сигнала («+1») С. из состояния возвращается в начальное состояние, а под воздействием вычитаемого сигнала ) — из начального состояния в состояние, т. е. счет количеств разнополярных единиц осуществляется в нем по модулю Т. В реверсивных двухсторонних С. возможны состояния с номерами в соответствии с чем граф переходов этих С. состоит из двух графов односторонних С., последовательно соединенных между собой (рис. 1, в). Период такого С. где являются мн-вами положительных и отрицательных состояний С. По состоянию двухсторонних реверсивных С. определяется разность количеств (N) прибавляемых и вычитаемых сигналов с указанием ее знака (в отличие от односторонних реверсивных С.). Этим обеспечивается возможность выполнения в таких С. операции типа сложения и вычитания при условии представления складываемых и вычитаемых чисел число-импульсными кодами.

По системам кодирования состояний различают С. трех оси. типов: С. с позиционным двоичным или десятичным кодированием; С. с позиционным единичным или комбинированным кодированием; С. с непозиционным соседним кодированием.

ВС. с позиционным двоичным или десятичным кодированием коды состояний отождествляются с числами, выраженными в соответствующих системах кодирования. Из этих С. широко применяют С. с двоичным кодированием (двоичные С.) не

только из-за того, что двоичная система счисления больше распространена, но и из-за меньшей сложности схем двоичных С. по сравнению с десятичными. Такие С. можно выполнить на триггерах со счетным входом и с раздельными входами. С. на триггерах с раздельными входами отличаются от С. на триггерах со счетным входом условно, поскольку в любом случае в каждом разряде реализуется функция суммирования по модулю 2, и схема одного разряда представляет собой счетный каскад с дополнительным формированием сигналов переноса и заема.

3. Блок-схемы счетчиков с единичным кодированием; а — простого: б — реверсивного одностороннего.

В качестве примера приведена блок-схема реверсивного одностороннего С. со сквозными переносами (рис. 2). В реверсивном двухстороннем С. (переходы в котором заданы графом, как показано на рис. 1, б) используют схему рис. 2 в сочетании с дополнительными цепями разряда знака и управления. С целью повышения быстродействия С. применяют способы частично-групповых и групповых переносов (см. Цепь переноса).

В потенциально-импульсной элементной структуре ЦВМ блок-схема различных вариантов С. совпадает с их общими блок-схемами. На вход триггеров поступают импульсные сигналы, а с выходов их снимаются потенциальные сигналы. Поэтому все вентили должны иметь импульсный выход, т. е. должны быть потенциально-импульсными. С. рассматриваемой элементной структуры удобно выполнять на триггерах со входными диоднотрансформаторными вентилями. В потенциальной элементной структуре (см. Потенциальные логические элементы) для реализации С. количество триггеров удваивается, т. к. каждый разряд представляет собой счетный триггерный каскад, состоящий из двух триггеров, которые снабжены соответствующими вентилями. В импульсной элементной структуре ЦВМ для С. применяют два варианта триггерных счетных каскадов, один из которых выполнен на одном динамическом триггере и не имеет инверсного выхода, а другой — на двух таких триггерах, образующих прямой и инверсный выходы каскада. В обоих вариантах переключающие сигналы, снимаемые с выходных вентилей триггеров, можно использовать и в качестве сигналов переноса.

Рассмотренные особенности построения позиционных С. в различных элементных структурах характерны и для С. с десятичным кодированием. Каждый числовой разряд десятичного С. может иметь любое из десяти значений и поэтому должен состоять не менее чем из четырех триггеров. Способы реализации операций сложения единицы с цифрой, хранимой в десятичном разряде, и вычитания единицы из этой цифры зависят от способа кодирования десятичных цифр. Однако независимо от этого связи между отдельными десятичными разрядами в С. с десятичным кодированием аналогичны связям между двоичными разрядами в С. с двоичным кодированием.

В С. с позиционным единичным и комбинированным кодированием числа определяются местоположением маркирующего кода в регистре таким образом, что при соседних местоположениях числа, представляемые этими кодами, отличаются на одну (единичный код) либо две (парноединичный код) единицы. Т. о., G. с единичным кодированием представляют собой сдвиговый регистр с заранее введенным маркирующим кодом, сдвигаемым с помощью входного сигнала или на один разряд в сторону, соответствующую знаку единицы, которую представляет данный сигнал. Простой и реверсивный односторонний С. с единичным кодированием (рис. 3) представляют собой обычные сдвиговые регистры, поэтому способ формирования сигналов переноса в цепях сдвига не показан. В приведенных на рис. 3 схемах реализуются все переходы согласно графам С. на рис. 1, а и б. Каждое состояние С. определяется пребыванием в единичном состоянии только одного разряда (или двух соседних разрядов при парно-еди-ничном кодировании). При таком кодировании состояний С. отпадает необходимость в операции дешифровки кодов состояний С., т. е. в наличии выходного дешифратора, если надо, напр., образовать спец. сигналы, находящиеся во взаимно однозначном соответствии с определенными состояниями С. Реализация рассматриваемых С. в различных элементных структурах не отличается от реализации сдвиговых регистров. Однако при построении С. с единичным кодированием в потенциальной

элементной структуре целесообразно использовать маркирующий код с двумя соседними единицами, т. е. 11; при этом можно не удваивать количество триггеров в С. (что необходимо в обычном сдвиговом регистре на потенциальных элементах). С. с комбинированным кодированием состоят из к отдельных (частичных) С. с единичным кодированием.

(рис. см. скан)

4. Блок-схемы счетчиков с соседним кодированием: а — простого с выходным дешифратором; б — реверсивного одностороннего константа состояний счетчика).

Каждый частичный С. является соответствующим разрядом всего С. с весом

где i — номер данного разряда, Т. — период частичного С. разряда. Каждая комбинация возможных состояний частичных С. представляет собой состояние всего С. и при необходимости выделяется операцией дешифровки. От выбора количества частичных С. и величин их периодов зависит количество аппаратуры в С., сложность функции дешифровки и быстродействие С.

В С. с непозиционным соседним кодированием состояния кодируются т. н. соседними кодами: коды любых соседних состояний С. отличаются на код одного разряда, т. е. для осуществления перехода из состояния в или состояние в С. переключается только один его разряд (триггер). На рис. 4 приведены общие блок-схемы простого С. с соседним кодированием с периодом (рис. 4, а) и реверсивного одностороннего С. с соседним кодированием (рис. 4, б). Двухсторонний реверсивный С. с соседним кодированием наиболее просто реализуется на основе использования одностороннего реверсивного С. и спец. разряда знака при представлении отрицательных чисел дополнительным до Т кодом. С. с соседним кодированием строят во всех элементных структурах, где или на входах триггеров устанавливают элементы задержки, или сами входные каскады триггеров являются логическими задерживающими элементами. Однако для построения этих С. в потенциальной элементной структуре можно обойтись без удвоения числа триггеров на каждый разряд, если путем чередования входных разнесенных во времени сигналов по двум раздельным цепям добиться независимости функций возбуждения триггеров С., вызывающих соседние переходы, от одних и тех же переменных.

С. с соседним кодированием по своей структуре наиболее близки к рассмотренным позиционным С. с двоичным кодированием. Быстродействие С. этих типов можно считать одинаковым. Однако функции дешифровки у С. с соседним кодированием оказываются более простыми, чем у С. с двоичным кодированием.

Лит.: Рабинович 3. Л. Элементарные операции в вычислительных машинах. К., 1966 [библиогр. с. 299—301]. В. Я. Коваль.