Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 29
Текст из файла (страница 29)
14.3 б, т. е. переходит в режим вычита- ' ';. ния. Использование этих ячеек позволяет реализовать многоразрядные синхронные счетчики. Схема четырехразрядцого суммирующего двоичного синхронного счетчика с параллельным переносом приведена на рис. 14.5. Она отличаегся от счетчиков с каскадным соединением разрядов тем, что счетные импульсы поступают на тактовые входы С всех триггеров счетчика одновременно.
При этом сигналы разрешения счета формируются в логических элементах И как произведение сигнала разрешения счета 1' и сигналов Д с прямых выходов всех предыдугцих триггеров, Быстродействие счетчиков с параллельным переносом выше быстродействия декадных счетчиков. Минимальный период следования синхроимпульсов опреде- " ляется суммой (14.2) .:" Те,=-т, +т где т, - — время задержки триггера„т„-- время задержки логической схемы.
По;.' сравнению с последовательным счетчиком максимальная частота счета параллель..:. ного счетчика увеличивается примерно в гл — 1) раз и не зависит от числа каскадов. В некоторых случаях функцию логических элементов можно реализовать на внутренних элементах триггера, тогда можно считать, что та ='О и быстродействие счетчика зависит только от задержки триггера, т. е. Т„,=т,. Рсеиггпры сдвига Триггерным регистром сдвига называют совокупность григ- г геров с определенными связями между ними, при которых они действуют как;, единое устройство. В регистрах с(шига организация этих связей такова, что при подаче тактового импульса, общего (шя всех триггеров, выходное состояние каж- .: лого триггера с(шигается в соседний. В зависимости от организации связей этот, сдви~ может происходить влево или вправо: 2,- Дн Д, — Ди К-- Д,„...,1(„- г „, — сдвиг влево, 0~ '0и й, 0т 01 'йа" 0,,.С Д„вЂ” Сдан~ ВПраВО.
С Сне н лов Рне Ы 5 Схема яетырехразрялного еннхронного енетннка е параллельным перенесен 142 Лекция 14 Счетчики имп дьсов и егистры Ф,';-Ввод информации в регистр может выполняться различными способами, од'р ааиболее часто используют параллельный или последовательный ввод, при ' 'рых ввод двоичного числа осуществляется или одновременно во все разряды ""' тра, или последовательно во времени по отдельным разрядам.
В счетчиках "уяьсов находят применение сдвигающие регистры с последовательным вводом одом и со сдвигом вправо. На рис.!4.ба приведена схема четырехразрядно"1вогистра сдвига, выполненного на ага-триггерах. В этой схеме каждый выход Д ""' ера соединен со входом Х последующего разряда, а каждый выход Д— )Хахом В. Тактовые входы всех триггеров соединены вместе, и поступление сиг" '' синхронизации осуществляется одним общим импульсом через логический айрнт И-НЕ (г1Р7).
Состояние первого триггера определяется входными сигна- ла входах Х1 и Х2 логического элемента И-НЕ (ЕЧ15). На вход Х1 подается '"5тдая информация, а на вход Х2 сигнал разрешения ее передачи. Логические "''кент НЕ (1Ю6) используется для инвертирования входного сигнала, подавае' с иа вход 5. !!!; На рис. 14.6б приведены временные диаграммы выходных сипмлов триг""рв, а в табл.
14.2 — — состояния регистра сдвига при записи в первый разряд стра единичного сигнала. Если при поступлении первого тактового импульса "' входах Х1 и Х2 установлены сигналы Х1 =Х2 = 1, которые затем снимаются к "'входу второго тактового импульса, то в результате в первый триггер будет "" ксан сигнал Д, =1. С приходом второго тактового импульса в первый триггер 1 2 3 4 5 6 7 Рис. 14.6.
Схема регистра сдвига (а1 и ого выходные сигналы 16) 143 Ратдетт Х Ци овые интегральные микросхемы Таблица 142 будет записан сигнал Я =О, а на ., Состояние выходов четырехразрядного выходе второго тпиггера появит. счетчика Джонсона ся сигнал Ят=1, который перед этим бьи на выходе первого::, триггера. При поступлении пос-, ледующих тактовых импульсов единичный сигнал перемещается последовательно в третий и чет- .
0 вертый триггеры, после чего все ' триггеры устанавливаются в ну-: левое состояние. Сдвиговые регистры можно реализовать также на ат-триггерах или тК-триг ерах. Для всех регистров сдвига характерны следующие поло. жения. 1) необходима предварительная установка исходного состояние и ввод ,', единицы в первый триггер и 2) для регистра из л триггеров после поступления л -'.,: входных тактовых импульсов первоначально введенная единица выводится, вследствие чего прямые выходы всех регистров оказывается в нулевом состоянии, ';:, Интегральные микросхемы регистров сдвига бывают реверсивными„т. е. вы- -:,' полняющими сдвиг в любом направлении: вправо или влево.
Направление сдвига..-'. определяется значением управляющего сигнала. Регистры сдвига применяют в,' качестве запоминающих устройств, в качестве преобразователей последовательно- '!" го кода в параллельный, в качестве устройств задержки и счетчиков импульсов. Применение регистров сдвига в качестве счетчиков очень неэкономично, так:.:; как модуль счета К,=л, в то время как для двоичных счетчиков К,=2". Колечевем счещчики. Распространенной разновидностью параллельных счетчиков являются кольцевые счетчики, выполненные на базе регистров сдвига. Про- .
-,"; стейшая схема кольцевого счетчика получается при замыкании прямого выхода регистра сдвига с его входом. В таком счетчике единица, записанная в регистр на ...;::.:, первом такте, с выхода Д„счетчика снова попадает на его вход и далее весь цикл:-, повторяется. Модуль счета такого кольцевого счетчика имеет то же значение, .!'.
4 Рис. 14Д. Четыреараарадиый кольцевой ечеттик иа Яа-триггерах ~44 Лекция 14 Счетчики им льссв н егист и Рис, М с Схема колаасвсго счегчика с автоматической коррсклией иачаваисго сссгсяиия ,!: .'Что и регистр сдан~а, т. е. К,=п. Для увеличения модуля счета можно или увели!':,::::чивать количество триггеров в кольце, или включать счетчики последовательно. :;::.': Так, например, счетчик на 10 импульсов (К„.=10) можно реализовать последова':"тельным соединением одно~о счетного триггера и кольцевого счетчика из пяти триггеров. Основным недостатком кольцевых счетчиков является их низкая помехозащи:::::гщенносгь, 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 кор.;.." . рекции состояния счетчика, Схема счетчика с автоматической коррекцией состоя:!г, яня приведена на рис.
14.8. В этой схеме независимо от того, в каком состоянии "::::::; „Восле включения окажутся триггеры, после четырех тактовых импульсов на входе С установится требуемое выходное состояние (1 00 0) ' Счетчики Дэгсоисогга Разновидностью кольцевых счетчиков являются счетчи";,' ки Джонсона. В этих счетчиках вход регистра соединен не с выходом г, а с инвер;:."сцвгм выходом Д. В результате, когда на вход счетчика поступают тактовые им;;.
=лульеы, то вначале все разряды счетчика заполняются единицами„а за~ем — ну*!.сдями. Схема четырехразрядного счетчика Джонсона приведена на рис. 14.9, а .,::,„;:,,'состояние его выходов приведено в табл. 14,3. Табхигци 14. 3 Состояние выходов четырехразрядного счетчика Джонсона Раздел 3 Ци овые интегральные микросхемы Как следует из табл. 14.3, модуль счета счетчика Джонсона в два раза больше модуля счета простого кольцевого счетчика, т.
е. К,. = 2"'. В счетчике Джонсона, как,' '1 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 О, сшнал Д„Д„ы как показано на рис.
14.96. При этом из набора выходных состояний счетчика Джонсона исключается одна кодовая комбинация, составленная из нулей. Деоично-деснгиичиые, или декадные счетчики могут быть реализованы на базе двоичных счетчиков при помощи взаимной связи межлу отдельными триггерами, входящими в счетчик. Схема декадного счетчика, построенная на базе рассмотренного ранее четырехразрядного двоичного счетчика (рис. 14.2), изображена ца рис. 14.10 а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
