Счетчики с параллельным переносом

Ко всем разрядам счетчика с параллельным переносом ин­формация о состоянии предыдущих разрядов поступает парал­лельно, также одновременно (параллельно) поступают к ним и счетные (входные) импульсы, доставляющие переключающие перепады. При этом переключающиеся разряды переходят в но­вые состояния одновременно. Изменение состояний разрядов обеспечивается логическими цепями, которые при поступлении входного импульса одни триггеры удерживают от переключения, а другим разрешают переключиться. Триггеры такого счетчика, кроме счетного, должны иметь информационные входы, на ко­торые поступают разрешения или запреты с логических цепей.

Структура суммирующего счетчика. В соответствии с времен­ными диаграммами (см. рисунке 2.2.3.3.) очередной разряд суммирую­щего счетчика должен переключаться входным импульсом в 1, когда все предыдущие разряды уже находятся в этом состоянии. Такое условие выполнится, если на информационный вход каж­дого триггера подать конъюнкцию сигналов с прямых выходов предыдущих триггеров. Действительно, с конъюнктора на ин­формационный вход триггера поступит разрешающая переклю­чение 1, если все предыдущие триггеры находятся в 1, и по сиг­налу на счетном входе он переключится.

На рисунке 2.2.3.6. представлена функциональная схема 4-разрядно­го счетчика с параллельным переносом на JK -триггерах. На так­товые входы С всех триггеров счетные импульсы поступают од­новременно со входа Т. Информационные входы J и К каждого триггера объединены, что создает предпосылку для его установ­ки в счетный режим. Триггер T1 переключается каждым счетным импульсом, так как на его входы J и K постоянно подается лог. 1. Каждый из последующих триггеров переключается счетным импульсом, когда на его объединенные входы J и К с прямых выхо­дов предыдущих триггеров поступает лог. 1, устанавливая его в счетный режим. Заносимое в счетчик число читается по выходам Q_4, Q_3, Q_2, Q_1.

Рисунок 2.2.3.6.

Недостатком многоразрядного счетчика такого типа является необходимость иметь конъюнкторы с большим количеством вхо­дов. Замена многовходовых конъюнкторов двухвходовыми мо­жет быть легко выполнена читателем.

Структура вычитающего счетчика. Так как переключение раз­рядов счетчика на JK -триггерах происходит при наличии лог. 1 на объединенных

J - и K -входах, то и в данном случае ее следует сни­мать с выходов конъюнкторов, на входах которых собираются лог. 1. Аналогично вычитающему счетчику с последовательным переносом их следует снимать с инверсных выходов предыдущих разрядов. Это будет показано на схеме реверсивного счетчика.

Структура реверсивного счетчика. Структура такого счетчика (рисунок 2.2.3.7., а) подобна структуре аналогичного суммирующего счет­чика (рисунок 2.2.3.6.). Логические цепи, реализованные на конъюнктурах, обеспечивают счетный режим тем разрядам, которые с поступлением переключающего импульса должны изменить свое состояние. При D = 1 работают верхние конъюнкторы и осуще­ствляется режим сложения, а при D = 0 работают нижние конъюнкторы и осуществляется режим вычитания.

На рисунке 2.2.3.7., б приведено условное изображение одного из типов реверсивных счетчиков. На входы +1,-1 подают счетные им­пульсы соответственно в режимах сложения и вычитания. С поступлением импульса на вход разрешения V в счетчик может быть записано число через входы предвари­тельной записи D₀ — D₃ (через входы S триг­геров — см. рисунок 2.2.3.7., а).

Реверсивные счетчики с параллельным пе­реносом могут иметь один счетный вход Т, на который поступают импульсы как при сложе­нии, так и при вычитании. При этом выбор режима (аналогично счетчику с последователь­ным переносом) осуществляется соответству­ющим потенциалом на входе разрешения D (см. рисунок 2.2.3.7., а).

Рисунок 2.2.3.7.

Реверсивный четырехразрядный двоичный счетчик. (рисунок 2.2.3.8.)

Рисунок 2.2.3.8.

Схема состоит из RS – триггера, который служит для выбора режима счета и JK – триггеров, которые служат для запоминания отдельных разрядов двоичного числа.

В JK-триггерах входы J и K объединены и на них действует логическая «1», а вход С используется как счетный вход. Так же как в регистре входы R образуют цепь сброса,а входные импульсы поступают на вход С триггера Т0.

Если переключатель SA в положении «1», то RS – триггер в нулевом состоянии и в схеме выполняется сложение. Если SA в положении «2», то RS – триггер в единичном состоянии и в схеме выполняется вычитание.

Выходы схем, «2и-или-не» соединены со входами С триггеров Т1,Т2,Т3. Прямой выход RS – триггера и прямые выходы JK – триггеров соединены с верхними элементами «и» схем «2и-или-не», инверсный выход RS – триггера и инверсные выходы JK – триггеров соединены с нижними элементами «и» схем «2и-или-не».

Чтобы определить в какое состояние перейдет счетчик после поступления импульса на его вход необходимо:

1. Исходное состояние счетчика показать на прямых и инверсных выходах JK – триггеров.

2. Задать режим счета с помощью RS – триггера.

3. Указать логические уровни на всех входах схем «2и-или-не».

4. Определить логические уровни на выходах схем «2и-или-не».

5. При подаче импульса на вход счетчика триггер Т0 всегда меняет свое состояние на противоположное, Т1, Т2, Т3 меняют свое состояние на противоположное, если на входе С произойдет отрицательный перепад напряжения, в остальных случаях состояния триггеров не изменятся.