7.9. Счетчики на сдвигающих регистрах

Методика синтеза счетчиков на сдвигающих регистрах была изложена в § 4.6 — используется специальное кодирование их внутренних состояний, которое легко осуществляется сдвигом периодической последовательности символов 0 и 1 через регистр заданной разрядности. В частности, были синтезированы некоторые счетчики Джонсона и исследованы их свойства.

Генератор кода Баркера.

Коды Баркера используются для фазовой манипуляции последовательности радиоимпульсов с целью получения малых значений боковых лепестков автокорреляционной функции максимальное значение боковых лепестков при величине основного лепестка, равной 1). Код Баркера для задается последовательностью символов где символы "—" и "+" означают начальную фазу радиоимпульсов 0 и Чтобы синтезировать генератор сигнала, модулирующего фазу, на сдвигающем регистре, кодирование его внутренних состояний следует задать кодовой последовательностью

Рис. 7.124

(см. скан)

Данной кодовой последовательности соответствует граф переходов, изображенный на рис. 7.124. Следует найти функцию возбуждения только первого триггера сдвигающего регистра, так как функции возбуждения всех остальных триггеров На рис. 7.125,а показана диаграмма Вейча, составленная по таблице истинности (табл. 7.11), соответствующей приведенному графу переходов. Пустым клеткам в диаграмме Вейча соответствуют произвольные значения функции

Проще всего функция возбуждения может быть реализована на 8-канальном мультиплексоре. Разбиение диаграммы Вейча на восемь частей адресными сигналами мультиплексора (веса сигналов 4, 2 и 1) представлено на рис. 7.125,б (см. § 6.4). Тогда функции, подаваемые на информационные входы мультиплексора можно представить в виде:

Легко убедиться, что при случайной установке счетчика в нулевое состояние счетчик не может выйти из этого состояния Использовав другое доопределение функций можно получить:

что обеспечивает выход счетчика из всех неиспользуемых состояний. На рис. 7.126 изображена схема генератора Баркера, соответствующая последним функциям.

Счетчики на сдвигающих регистрах.

На рис. 7.127 приведены ИС, выполненные на основе счетчиков Джонсона:

561ИЕ8, 74НС4017 - счетчик по mod 10, построенный на -разрядном сдвигающем регистре, с полным дешифратором внутренних состояний и асинхронным потенциальным сбросом триггеров в нулевое состояние значением сигнала R = 1;

561ИЕ9, 74НС4022 — счетчик по построенный на 4-разрядном сдвигающем регистре, с полным дешифратором внутренних состояний и асинхронным потенциальным сбросом триггеров в нулевое состояние значением сигнала

— счетчик с переключаемым модулем пересчета CTV - Variable Counter), построенный на -разрядном сдвигающем регистре и имеющий асинхронные потенциальные входы загрузки данных значением сигнала и сброса в нулевое состояние значением сигнала (вход имеет приоритет по отношению ко входу

(кликните для просмотра скана)

Для выхода из неиспользуемых состояний во всех этих счетчиках вместо функции возбуждения сдвигающего регистра используется функция возбуждения

при значениях для для функция возбуждения выведена на внешний вывод, т. е. ИС без замыкания обратной связи с какого-либо выхода на вход DS не является счетчиком).

Счетчики запускаются тактовым сигналом

при значении сигнала сброса как и счетчик (см. рис. 7.37). Временные диаграммы, изображенные на рис. 7.128, поясняют работу счетчика Дешифратор внутренних состояний этого счетчика, подключенный к выходам триггеров, описывается функциями:

(подобными временными диаграммами и функциями описывается и счетчик 561ИЕ8). Сигналы не имеют кратковременных ложных значений (иголок), так как в счетчиках Джонсона в каждый момент времени изменяется состояние только одного триггера (собственно этим и обусловлено использование в ИС счетчиков Джонсона). Значение сигнала асинхронного потенциального сброса устанавливает значение функции При счете выходы последовательно принимают значение 1; длительность активных уровней этих сигналов равна периоду тактового сигнала.

Изменение модуля пересчета счетчиков 561ИЕ8 и 561ИЕ9 производится введением обратной связи (рис. 7.129,а), что обеспечивает модуль пересчета При этом длительность значения сигнала будет определяться быстродействием триггеров и логики, формирующей сигнал Для увеличения надежности сброса в цепь обратной связи можно ввести дополнительную задержку сигнала с помощью, например, двух последовательно включенных ЛЭ НЕ (рис.

В счетчике 561ИЕ19 (рис. 7.129,в) модуль пересчета устанавливается введением обратной связи с выходов на вход DS последовательного ввода данных в сдвигающий регистр в соответствии с табл. 7.12. Управление счетчиком 561ИЕ19 можно

Таблица 7.12. (см. скан) Модули пересчета ИС 561ИЕ19

Рис. 7.130

производить и асинхронной потенциальной загрузкой данных значением сигнала (при значении

Каскадирование счетчиков с целью получения -канального коммутатора приведено на рис. 7.130. Выходные сигналы коммутатора могут быть исцользованы для последовательного циклического включения и выключения 24 электронных устройств. В каждый момент времени только один из сигналов может иметь активный уровень что позволяет производить селекцию в каждом состоянии счетчика только одного устройства.

Работает коммутатор следующим образом. Пусть на вход счетчика поступило значение сигнала Это приведет к последовательному асинхронному потенциальному сбросу всех трех счетчиков в исходное (нулевое) состояние, которому соответствуют значения выходных сигналов всех счетчиков Надежность сброса гарантирована без введения дополнительных

задержек. Тактовые сигналы у счетчиков и отключены значениями сигналов счетчиков а значит в режиме счета будет находиться только счетчик что приводит к последовательному изменению активных уровней его выходных сигналов Значение сигнала счетчика блокирует его тактовый вход счет запрещен) и разрешает поступление тактового сигнала на счетчик Изменение сигнала на 1 производит первое изменение состояния счетчика так как в этот момент тактовый сигнал уже принял значение 1 (асинхронный импульсный переход, устанавливающий значение счетчика

Аналогично работает и счетчик переводящий счетчик из режима останова в режим счета при асинхронном импульсном переходе, вызываемом изменением сигнала счетчика на 1. При достижении в процессе счета внутреннего состояния, которому соответствует значение сигнала счетчика происходит последовательный сброс всех счетчиков в исходное состояние и цикл счета повторяется заново.

Для изменения числа каналов коммутатора от 18 до 25 на вход счетчика можно подать один из сигналов от до счетчика Из-за асинхронных переходов длительность значений выходных сигналов коммутатора несколько меньше длительности значений остальных сигналов, что существенно заметно на больших частотах тактового сигнала Таким же способом можно построить многоканальные коммутаторы и из большего числа ИС, а также коммутаторы на основе счетчиков Рассмотренные коммутаторы можно использовать для управления аналоговыми ключами (см. § 6.5).

Рис. 7.131

Каскадирование счетчиков для построения делителей частоты показано на рис. 7.131. Модуль пересчета этого асинхронного импульсного счетчика равен (при Для изменения модуля пересчета счетчика можно использовать асинхронный потенциальный вход сброса (штриховая линия;