Кольцевые счетчики.

Эти счетчики, как правило, выполняются на сдвигающих регистрах. В кольцевых счетчиках производится сдвиг одного символа 1 или одного символа 0, причем из последнего триггера информация подается на вход первого триггера. Из этого следует, что кодирование внутренних состояний счетчика производится прямым или инверсным унитарным кодом, а значит счетчик по может быть реализован на m-разрядном сдвигающем регистре.

Кодовое кольцо 0001.0001 задает кольцевой счетчик по mod 4, описываемый графом переходов, показанным на рис. 4.50,а. Четырехразрядный унитарный код можно получить добавлением функции (минтерма) Тогда будут получены коды т.е. -разрядный сдвигающий регистр с дешифратором нулевого состояния счетчика будет представлять собой 4-разрядный кольцевой счетчик. Составив непосредственно по графу переходов Для функции диаграмму Вейча (рис. 4.50,б), получим:

Рис. 4.50 (см. скан)

На рис. 4.50,в показана схема кольцевого счетчика по mod 4, соответствующая функции возбуждения (4.54). В этом счетчике символ 1 последовательно передается от триггера к триггеру и при обнулении сдвигающего регистра появляется на выходе ЛЭ И, что обеспечивает его перезапись в следующем такте в триггер Состояние счетчика полностью характеризуется положением единицы на одном из выходов или

Обычно в схему кольцевого счетчика, выполненного на сдвигающем регистре, содержащем минимальное число триггеров, добавляется еще один триггер, производящий сдвиг выходного сигнала последнего триггера сдвигающего регистра, как это показано на рис. 4.50,в (триггер В этом случае состояние счетчика полностью характеризуется положением символа 1 на одном из выходов или (здесь параметры всех четырех выходных сигналов идентичны, в то время как сигнал формируемый ЛЭ И, имеет большую задержку относительно тактового сигнала, чем сигналы, формируемые триггерами).

Временные диаграммы, поясняющие работу кольцевого счетчика по mod 4, показаны на рис. 4.50,г. Функция возбуждения (4.54) обеспечивает автоматический выход счетчика из 23 - 4 неиспользуемых состояний.

В общем случае кольцевой счетчик по построенный на m-разрядном сдвигающем регистре, автоматически выходит из всех неиспользуемых состояний, если функция возбуждения

(номер последнего триггера

Кольцевой счетчик по mod 4 можно задать и кодовым кольцом 1110.1110 (инверсным унитарным кодом), которому соответствует граф переходов на рис. 4.51,а. Составив диаграмму Вейча (рис. 4.51,б) для функции можно получить:

Данной функции возбуждения соответствует схема, показанная на рис. 4.51,в реализует макстерм Кольцевые счетчики, синтезированные по данной методике, автоматически выходят из всех неиспользуемых состояний, так как функция реализует детектор кода или с инверсным выходом.

В общем случае кольцевой счетчик по со сдвигом одного символа 0, построенный на -разрядном сдвигающем регистре, описывается функцией возбуждения

На рис. 4.51, г показана схема кольцевого счетчика по mod 8, построенная в соответствии с этой функцией возбуждения а на рис. временные диаграммы, поясняющие его работу. Из временных диаграмм видно, что кольцевой счетчик можно построить на основе счетчика с любым кодированием внутренних состояний и дешифратора всех его внутренних состояний (дешифратор с прямыми выходами реализует прямой унитарный код, а дешифратор с инверсными выходами — инверсный унитарный код).

Из рис. 4.50,5 и 4.51, б следует, что функцию возбуждения независимо от использования прямого или инверсного унитарного кода можно представить в виде:

(кликните для просмотра скана)

Это означает, что кольцевой счетчик, построенный в соответствии с этой функцией возбуждения, может работать в прямом и инверсном унитарном коде, в зависимости от установки начального состояния или 111 триггеров режим работы счетчика можно программировать.

Если только одна переменная в выражении (4.55) может принимать значение 1, а в выражении (4.56) — значение 0, то при общем нечетном числе переменных имеют место соотношения:

Таким образом, функция возбуждения программируемого кольцевого счетчика, построенного на -разрядном сдвигающем регистре, имеет вид:

должно быть четным числом для того, чтобы в выражения (4.57) входило нечетное число переменных

На рис. 4.52 показана схема кольцевого счетчика для построенная в соответствии с функцией возбуждения (4.58) (функция реализована на с инверсным выходом). Программирование (селекция) режима работы производится сигналом МD (Mode - режим): инверсный унитарный код, прямой унитарный код. Первые четыре разряда сдвигающего регистра выполнены на -триггерах, причем

что обеспечивает автоматический выход кольцевого счетчика из неиспользуемых состояний при счете как в прямом, так и в инверсном унитарном коде. По этому же принципу может быть реализован кольцевой программируемый счетчик при любом четном числе разрядов