Счетчики с принудительным насчетом

Содержание 

Введение 

1.Основные понятия и классификация счетчиков_________________________4

2.Счетчики с принудительным насчётом________________________________6                   

Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     В современных системах автоматизации и управления находят

широкое применение средства обработки данных, основу которых

составляют цифровые элементы и устройства. Цифровая электроника  за

короткий исторический период прошла путь от простейших устройств  на

дискретных элементах до устройств и целых систем, реализуемых на

сверхбольших  интегральных схемах. Развитие элементной базы изменило

и подходы к  расчету и проектированию цифровых устройств и систем,

которые базируются на использовании функционально  и конструктивно

законченных элементов и устройств, выпускаемых промышленностью в

виде цифровых интегральных схем.

. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Основные  понятия и классификация  счетчиков 

     Счетчиками  называют устройства для подсчета числа  входных

импульсов и  фиксации этого числа в каком-либо коде. В процессе работы

счетчик последовательно  изменяет свое состояние. Количество возможных

состояний называется модулем счета Ксч или емкостью счетчика

(предельное  число импульсов, которое может  быть подсчитано

счетчиком). Основными  элементами счетчика являются триггеры,

количество которых  определяет число разрядов счетчика n и его модуль

счета Ксч. Нулевое  состояние всех триггеров принимается  за нулевое

состояние счетчика. При подаче счетных импульсов  счетчик

последовательно изменяет свое состояние от нулевого до максимального,

равного Kсч. Например, при n=3 Kсч=8, т.е. счетчик имеет 8 устойчивых

состояний и  каждый восьмой импульс, поступающий  на его вход, будет

возвращать счетчик  в исходное состояние (обнуление  счетчика). Это

свойство позволяет использовать счетчики для деления частоты. Если

входные импульсы следуют с частотой fвх то частота  выходных

импульсов

fвых=fвх /Kсч.

     Быстродействие  счетчика характеризуется максимально  допустимой

частотой поступления  счетных импульсов fсч и временем установления

счетчика tуст - интервалом времени между моментом окончания счетного

импульса и  моментом установления кода.

В зависимости  от способа кодирования внутренних состояний

различают:

- двоичные счетчики;

- двоично-десятичные (декадные) счетчики;

- кольцевые счетчики – состояние счетчика определяется

местоположением одной единственной 1 или 0;

- счетчики Джонсона  – состояние счетчика определяется

количеством 1 или 0.

В зависимости  от способа подсчета различают следующие  виды

счетчиков:

- суммирующие;

- вычитающие;

- реверсивные;

- кольцевые.

По способу  тактирования работы различают:

- синхронные  счетчики, для работы которых  требуется

синхросигнал;

- асинхронные  счетчики, работающие без синхросигналов.

     

     

 
 
 
 
 
 
 

     Счетчики с принудительным насчетом.  

     Такие устройства реализуются на базе счетчиков с предварительной установкой кода. В таких счетчиках информация с входов предварительной установки передается на выходы счетчика по сигналу на специальном входе предварительной установки. По своей структуре счетчики делятся на последовательные, параллельные и параллельно-последовательные. Последовательный двоичный счетчик образован цепочкой последовательно включенных счетных триггеров. В параллельном счетчике счетные импульсы подаются  одновременно на входы всех разрядов счетчика. Параллельные счетчики имеют большее быстродействие по сравнению с последовательными. Параллельно-последовательные счетчики имеют высокое быстродействие и большое значение коэффициента пересчета.  
 
 
 

        

     Счетчики  электрических импульсов имеются  как в ТТЛ, так и в КМОП сериях. В качестве примера счетчика ТТЛ  рассмотрим микросхему К155ИЕ5. Функциональная схема счетчика К155ИЕ5 приведена  на рисунке 1.51,а, а его условное обозначение  на принципиальных схемах на рисунке 1.51,б. Счетчик К155ИЕ5 имеет фактически два счетчика: с коэффициентом пересчета два (вход С0 и выход Q0) и с коэффициентом пересчета восемь (вход С1 и выходы Q1, Q2, Q3). Счетчик с коэффициентом пересчета шестнадцать легко получается, если соединить выход Q0 с входом С1, а импульсы подавать на вход С0. Временная диаграмма работы такого счетчика расположена выше. 

     Схема счетчика показана на рис. 1. В счетчик по входам параллельной загрузки загружается код дополнения К до 2n. Конец счета в этом случае обнаруживается по естественному переполнению счетчика, при котором

формируется сигнал переноса, которым производится перезагрузка счетчика. 
 

 

     Достоинством  такого счетчика является использование  штатных

сигналов переноса и параллельной загрузки, а также  простота изменения

модуля счета. Недостаток заключается в неестественности

последовательности  изменения кода, что может потребовать  в ряде

случаев дополнительного  перекодирования. Чаще всего этот вариант

построения счетчика применяется при делении частоты  входных

импульсов, когда  порядок изменения кода внутри счетчика не имеет

значения.

При практической реализации счетчиков с произвольным модулем

счета для устранения возможных сбоев при принудительном сбросе или

параллельной  загрузке, вызванной кратковременностью формируемых

схемой И сигналов сброса или переноса, а также неодновременностью

изменения сигналов на выходе различных разрядов счетчиков, необходимо

предусматривать устройства, обеспечивающие своевременность и

необходимую длительность сигналов сброса или переноса. В  качестве

таких устройств  можно использовать одновибраторы  или триггеры.

Универсальный способ построения счетчика с принудительным сбросом

показан на рис. 2.

Счетчик управляется  двухфазной последовательностью С1 и С2.

Сигнал конца  счета P запоминается на один такт в  триггере Т и сброс

счетчика производится синхронно со счетным сигналом С1. Такая же

схема управления может быть использована и в счетчиках  с

принудительным  насчетом. В этом случае в триггере запоминается сигнал

переполнения, а  сигнал СБРОС используется для паралельной  загрузки.

Промышленностью выпускаются ИС счетчиков с различными

функциональными возможностями. В качестве примера  приведем ИС

двоично-десятичного  счетчика (Ксч = 10) с параллельным переносом и

предустановкой  К155ИЕ9 (рис. 3). 

 
 

Счет  импульсов (без ввода информации по входу предустановки),

подаваемых  на вход С, происходит при W=V1=V2=R=1.

При этом состояния счетчика на выходах Q0…Q3 будут изменяться в

двоично-десятичном коде от 0 до 9. Управляющие сигналы  имеют

следующее назначение:

W= 0 служит  для ввода кода по входам D0…D3 при предустановке;

V1=0 служит  для прерывания счета с сохранением  кода;

V2=0 разрешает выдачу импульса переноса по выходу Р.

Если  дополнить счетчик схемой показанной пунктиром на рис. 4. 11,а

то получится  программируемый делитель частоты  с коэффициентом

деления

Kдел=10 -K,

где K - число в двоично-десятичном коде, записанное через входы

предустановки.

При этом частота выходных импульсов

fвых=fвх /Kдел.

На рис. 4. 11,б показана ЦИС реверсивного счетчика К564ИЕ11. При

U/D =1 счетчик  работает в режиме сложения, а  при U/D =0 в режиме

вычитания. Сигнал V=1 служит для остановки счета  и может быть

использован как вход переноса при последовательном включении

счетчиков. 
 
 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 
 

1. Скаржепа В.  А., Луценко А. И. Электроника  и микросхемотехника.

Электронные устройства информационной автоматики: Учебник /Под  общ.ред. А. А. Краснопрошиной. – Киев: Выща шк., 1989.

2. Гусев В.  Г., Гусев Ю. М. Электроника:  Учеб. пособие. – М.: Высш.

шк. 1991.