7.4. Асинхронные счетчики

Общие принципы построения асинхронных счетчиков были рассмотрены в § 4.6. В интегральном исполнении выпускаются только счетчики с импульсным воздействием счетных сигналов на триггеры, из которых он построен. Основное отличие асинхронных импульсных счетчиков от синхронных —

неодновременность срабатывания триггеров (всех или хотя бы двух). Счетчики любого типа (асинхронные и синхронные) могут иметь и асинхронные потенциальные входы установки некоторых их начальных состояний.

Рис. 7.34

Двоичные асинхронные счетчики.

На рис. 7.34 представлены ИС (СТ - Counter - счетчик):

555ИЕ5 - счетчики по с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемые функциями:

(при соединении счетного входа счетчика по mod 8 с выходом счетчика по получается счетчик по ;

555ИЕ19 - два счетчика по mod 16 с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемые функциями:

(при соединении счетного входа одного счетчика с выходом

другого счетчика получается счетчик по

74177 — счетчики по и по mod 8 с асинхронными потенциальными входами загрузки числа значением сигнала и установки нулевого состояния значением сигнала (вход имеет приоритет по отношению ко входу описываемые функциями:

(у ИС 531ИЕ15 счетчики имеют разное быстродействие — максимальная частота тактового сигнала быстродействующего счетчика по равна а счетчика по - 50 МГц);

74LS69 — счетчики по с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемые функциями (7.15), и счетчик по mod 16 с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемый функциями (7.16);

74LS293 - счетчики по (отличается от ИС 555ИЕ5 только расположением выводов).

Многие асинхронные двоичные счетчики могут быть реализованы на синхронно-асинхронных -триггерах, описываемых функцией переходов Действительно, при значениях из функции переходов следует, что а в качестве сигнала можно использовать и выходной сигнал любого триггера. Вместо -триггеров можно использовать -триггеры, описываемые функцией переходов получаемой из функции переходов -триггеров подстановкой Функция переходов -триггеров, принадлежащих к группе II (см. § 4.2), задается выражением Такие триггеры используются, в частности, для построения двоично-десятичных асинхронных счетчиков.

Структурная схема счетчика изображена на рис. (сигналы не показаны), из которой видно, что триггеры счетчика по mod 8 могут срабатывать по счетному входу только последовательно. Временные диаграммы, наглядно поясняющие работу этого счетчика, показаны на рис. из-за переходных процессов состояния счетчика

(кликните для просмотра скана)

имеют разную длительность, что особенно заметно при больших значениях частоты счетного сигнала Кроме того, при дешифрации внутренних состояний счетчика, соответствующих четным числам и 110, будут появляться ложные значения сигналов длительность которых определяется задержкой срабатывания одного триггера. Внутренние состояния счетчика а минтермы где

Принципиальная схема счетчика с асинхронной загрузкой данных изображена на рис. 7.35,е. Триггеры типа дополненные показанными ЛЭ, выполняют функции -триггеров. Принципиальные схемы ИС одних и тех же цифровых узлов, но изготавливаемых по различным технологиям (Standard, L, Н, LS, S, ALS, AS, F, НС и др.), могут отличаться друг от друга. Однако эти различия не являются принципиальными, так как сводятся лишь к другим эквивалентным представлениям переключательных функций или использованию других типов триггеров. Поэтому приводимые здесь принципиальные схемы не обязательно с абсолютной точностью совпадают с принципиальными схемами реальных ИС (назначение этих схем — иллюстрация возможной практической реализации цифровых узлов).

Асинхронные счетчики, изготавливаемые по КМОП-технологии, показаны на рис. 7.36:

176ИЕ1 — счетчик по с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемый функциями (7.16) при ;

1561ИЕ20, 74НС4040 — счетчик по с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемый функциями:

где (знак на рис 7.36 означает степень числа 2, т. е. мнемоника обозначает счетчик по ;

CD4024, 74HС4024 - счетчик по с асинхронной потенциальной установкой нулевого состояния значением сигнала описываемый функциями (7.17) при

Наиболее часто используемые счетчики по являются и делителями на частоты входного счетного сигнала т. е. в счетчике имеется хотя бы один триггер, частота выходного сигнала которого в раз меньше частоты входного сигнала Счетчик должен иметь выходы с каждого триггера, входящего в его состав, что необходимо для определения в любой момент времени числа импульсов по

М, поступивших на его вход Если выходы не всех триггеров доступны пользователю, то счетчик следует называть делителем частоты. Двоичные счетчики по число триггеров в счетчике) выдают то сигналов частоты которых где то - 1.