Конспекты лекций по цифровой электронике. Насыров И.А. - 37 стр.

                                                                                      выходного кода готов к следующему переключению, то при реализации данного
                                                                                      алгоритма для подготовки счетчика к следующему переключению должно пройти
                                                                                      некоторое время tпод. Это время необходимо для формирования нового сигнала
                                                                                      переноса и определяется временем задержки распространения логических элементов
                                                                                      И (tпод= tэл), использующихся в цепях формирования сигналов pi. Так как это время
                                                                                      всегда меньше времени установления выходного кода одиночного триггера,
                                                                                      быстродействие полученного счетчика всегда выше быстродействия счетчика с
                                                                                      последовательным переносом.


           Рис. 7.7. Временные диаграммы работы реверсивного счетчика
       Все рассмотренные раньше счетчики являются счетчиками с последователь-
ным переносом, так как переключение каждого последующего триггера может
произойти только после переключения предыдущего. Данный тип счетчика
отличается простотой внутренней структуры. Однако следствием такой организации
является большое время установления выходного кода, которое к тому же не остается
постоянным в процессе работы и зависит от конкретного значения его выходного
кода. Максимальное значение tk наблюдается в случае необходимости переключения
                                                                                                Рис. 7.8. Фрагмент схемы счетчика с параллельным переносом
всех триггеров счетчика, например при изменении выходного кода со значения 111 …
в 000 … или наоборот. Численно                                                               Счетчики, реализующие описанный алгоритм работы, называются
                                                                                      счетчиками с параллельным переносом.
                                   t k max = Nt k .tr ,                       (7.1)          Следует отметить, что в счетчиках с параллельным переносом направление
где N – число разрядов счетчика; tk.tr – время переключения (установления выходного   счета не зависит от того, какой (прямой или инверсный) динамический вход имеют
кода) одного разряда счетчика.                                                        триггеры, составляющие его разрядные схемы. Направление счета определяется
       Уменьшить время установления выходного кода счетчика можно при условии,        исключительно тем, какой (прямой или инверсный) выход триггера используется
что все триггеры его разрядных схем будут переключаться одновременно. Для этого       для формирования сигнала переноса. Так, счетчик, схема которого показана на рис.
необходимо отказаться от применения асинхронных триггеров в пользу синхронных         7.8, будет суммирующим. Если же для формирования сигнала переноса будут
и сформировать сигналы, регламентирующие требуемый порядок переключения               использованы инверсные выходы триггеров разрядных схем, счетчик будет
триггеров разрядных схем до прихода импульса синхронизации.                           вычитающим (табл. 7.3).
       Для получения алгоритма переключения триггеров разрядных схем вернемся                                                                            Таблица 7.3
еще раз к таблице последовательности двоичных чисел (см. табл. 7.1). Анализируя           Зависимость типа операции, реализуемой счетчиком с параллельным
таблицу, нетрудно заметить, что переключение каждого последующего триггера при                            переносом, от вида межразрядных связей
приходе очередного импульса синхронизации происходит только тогда, когда все              Сигнал связи                       Выполняемая микрооперация
предыдущие триггеры установлены, т. е. на выходах присутствуют единичные
                                                                                               Qi                                   Инкремент
сигналы. Математически данный алгоритм можно записать следующей ФАЛ:
                                                                                              Qi                                     Декремент
                         Qi ,n +1 = Qi ,n pi + Qi ,n pi = Qi ⊕ pi ,          (7.2)
где Qi,n+1 – значение i-го разряда выходного кода счетчика в (n+1)-й момент                 Следовательно, и при использовании параллельного переноса введением в
времени; Qi,n – значение i-го разряда выходного кода счетчика в n-й момент            разрядные схемы мультиплексоров на элементах 2Х2/И-ИЛИ можно легко
времени; pi= Q0,nQ1,n … Qi-1,n – сигнал переноса.                                     построить реверсивный счетчик.
       Итак, для одновременного переключения триггеров всех разрядных схем в                Сложность практической реализации счетчиков с параллельным переносом
счетчике необходимо сформировать сигнал переноса. Схемотехническая реализация         состоит в том, что при увеличении числа разрядов пропорционально увеличивается
такого алгоритма переключения приведена на рис. 7.8. Следует отметить, что в          число входов логических элементов И, используемых в цепях формирования
данной структуре триггер, формирующий сигнал Q0, по прежнему остался                  сигнала переноса. Поэтому при увеличении числа разрядов используют структуры
асинхронным. Поэтому его входной сигнал T ≡ 1.                                        счетчиков с комбинированным, как правило, последовательно-параллельным или
       Очевидно, что в данной схеме время установления выходного кода tk max          параллельно-параллельным переносом.
будет равно времени переключения одного триггера tk тр. Однако если счетчик с         Двоично-кодированные счетчики. Как уже отмечалось ранее, двоично-
последовательным переносом непосредственно после установления нового значения         кодированный счетчик имеет модуль счета, отличный от целой степени числа 2.

                                          73                                                                                  74