Состояние выходов четырехразрядного счетчика Джонсона
Рис. 14.8. Схема кольцевого счетчика с автоматической коррекцией начального состояния. что и регистр сдвига, т. е. Кс=п. Для увеличения модуля счета можно или увеличивать количество триггеров в кольце, или включать счетчики последовательно. Так, например, счетчик на 10 импульсов (Л^Ю) можно реализовать последовательным соединением одного счетного триггера и кольцевого счетчика из пяти триггеров. Основным недостатком кольцевых счетчиков является их низкая помехозащищенность. Например, если под действием помехи исчезнет записанная в счетчик единица, то все триггеры окажутся в нулевом состоянии и счетчик работать не сможет. Для устранения подобных сбоев используются различные способы коррекции состояния счетчика. Схема счетчика с автоматической коррекцией состояния приведена на рис. 14.8. В этой схеме независимо от того, в каком состоянии после включения окажутся триггеры, после четырех тактовых импульсов на входе С установится требуемое выходное состояние (1000). Счетчики Джонсона. Разновидностью кольцевых счетчиков являются счетчики Джонсона. В этих счетчиках вход регистра, соединен не с выходом б, а с инверсным выходом Q. В результате, когда на вход счетчика поступают тактовые импульсы, то вначале все разряды счетчика заполняются единицами, а затем — нулями. Схема четырехразрядного счетчика Джонсона приведена на рис. 14.9, а состояние его выходов приведено в табл. 14.3. Таблица 14.3 Состояние выходов четырехразрядного счетчика Джонсона
Как следует из табл. 14.3, модуль счета счетчика Джонсона в два раза больше модуля счета простого кольцевого счетчика, т. е. -Кс=2". В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, могут быть сбои, вызванные помехами. Для коррекции нарушений, вызванных сбоями, также используются способы, с помощью которых производится переход из любой запрещенной комбинации в одну из разрешенных. Счетчики Джонсона широко используются в делителях частоты импульсов, генераторах случайных чисел, в устройствах памяти и др. На базе счетчика Джонсона можно легко реализовать счетчики с любым четным модулем счета. При необходимости иметь нечетное значение модуля счета можно на вход первого разряда подавать вместо сигнала g„ сигнал QnQn i, как показано на рис. 14.96. При этом из набора выходных состояний счетчика Джонсона исключается одна кодовая комбинация, составленная из нулей. Двоично-десятичные, или декадные счетчики могут быть реализованы на базе двоичных счетчиков при помощи взаимной связи между отдельными триггерами, входящими в счетчик. Схема декадного счетчика, построенная на базе рассмотренного ранее четырехразрядного двоичного счетчика (рис. 14.2), изображена на рис. 14.10 а. В этом счетчике взаимные соединения триггеров выполнены так, что первые девять счетных импульсов повторяют выходные сигналы триггеров для двоичного счетчика. Последний счетный импульс возвращает с счетчик в исходное состояние. Сигналы на выходах такого триггера приведены на рис. 14.106.
Рис. 14.9. Схема четырехразрядного счетчика Джонсона с четным (а) и нечетным (б) модулем счета
Рис 14 10 Схема декадного счетчика на счетных триггерах (а) и сигналы на его выходах (б) Как следует из временной диаграммы, сигналы на выходах счетчика для девяти импульсов совпадают с временной диаграммой, приведенной на рис 14 2 в. Однако десятый импульс, вместо того чтобы установить счетчик в состояние 1010, как у двоичного счетчика, через дополнительные элементы и обратные связи возвращает четвертый триггер в нулевое состояние (Q^O) и препятствует установке второго триггера в единичное состояние, сохраняя его нулевое состояние (Qt^O) В результате после десяти импульсов состояние декадного счетчика будет такое же, как и до начала счета Это обеспечивается блокированием второго, а значит, и третьего триггера через элемент DD5 с выхода DD4, а также переключением триггера DD4 через элементы DD6 и DD7 отрицательным перепадом с выхода Q\ Выходные состояния декадного счетчика приведены в табл 144 Такой десятичный счетчик обозначают как «8 + 2», поскольку выход Q^ сохраняет нулевое состояние на протяжении первых восьми входных пульсов и переключается в единичное состояние во время действия двух последних импульсов. К таким счетчикам относятся многие интегральные десятичные счетчики, такие как К155ИЕ2 и др Подобным образом можно сформировать счетчик с любым модулем счета Кс Если используется счетчик из п триггеров на 2" возможных состояний, то за счет Рис 14 10 Схема декадного счетчика на счетных триггерах (а) и сигналы на его выходах (б) Как следует из временной диаграммы, сигналы на выходах счетчика для девяти импульсов совпадают с временной диаграммой, приведенной на рис 14 2 в. Однако десятый импульс, вместо того чтобы установить счетчик в состояние 1010, как у двоичного счетчика, через дополнительные элементы и обратные связи возвращает четвертый триггер в нулевое состояние (Q^O) и препятствует установке второго триггера в единичное состояние, сохраняя его нулевое состояние (Qt^O) В результате после десяти импульсов состояние декадного счетчика будет такое же, как и до начала счета Это обеспечивается блокированием второго, а значит, и третьего триггера через элемент DD5 с выхода DD4, а также переключением триггера DD4 через элементы DD6 и DD7 отрицательным перепадом с выхода Q\ Выходные состояния декадного счетчика приведены в табл 144 Такой десятичный счетчик обозначают как «8 + 2», поскольку выход Q^ сохраняет нулевое состояние на протяжении первых восьми входных пульсов и переключается в единичное состояние во время действия двух последних импульсов. К таким счетчикам относятся многие интегральные десятичные счетчики, такие как К155ИЕ2 и др Подобным образом можно сформировать счетчик с любым модулем счета Кс Если используется счетчик из п триггеров на 2" возможных состояний, то за счет Таблица 14.4 Состояние выходов десятичного счетчика
|
