Счетчик

Счетчиками в цифровой технике называются специальные элементы, позволяющие подсчитывать число поступивших на вход импульсов. Понятие «счетчик импульсов» тесно связано с понятием «делитель частоты». По сути дела это одно и то же устройство.

В качестве простейшего делителя частоты может выступать D-триггер (рис. 2). Для того, что бы перевести D-триггер в счетный режим, нужно соединить инверсный выход триггера Q с его D входом. Теперь, если на вход CLK подать импульсный сигнал некоторой постоянной частоты, то по спаду каждого входного импульса триггер будет переключаться в противоположное состояние. В результате на выходе D-триггера мы получим другой сигнал с частотой следования импульсов в два раза меньшей, чем частота импульсов на его входе.

Рисунок 4 Двоичный счетчик

Делители широко используются в цифровой технике. Цепочка последовательно соединенных D-триггеров, позволяет получить сигналы, требуемой частоты, путем деления импульсов задающего генератора. Например, соединенные последовательно два делителя, позволят получить сигнал с частотой в четыре раза меньшей, чем входная. Три каскада делителя дадут деление на восемь. Четыре – на шестнадцать. И так далее. На рис. 3 изображен четырехкаскадный делитель частоты на D-триггерах.

Рисунок 5 Четырехкаскадный делитель частоты на D-триггерах

Импульсы тактового генератора поступают на вход первого каскада деления. Выход первого каскада подключен к входу второго и т.д. Если частота сигнала на входе равна f, то на выходах делителя мы получим сигналы со следующими частотами:

5 узел = f /2;

7 узел = f /4;

9 узел = f /8

11 узел = f /16

Приведенную на рис. 3 схему можно использовать не только в качестве делителя частоты, но и в качестве счетчика входных импульсов. Представьте, что выходы 5,7,9,11 – это разряды некоторого двоичного числа. 5 – младший разряд, a 11 – самый старший. При поступлении на вход схемы счетных импульсов, D-триггера, входящие в схему, будут переключаться так, как это было показано ранее. Двоичное число, образованное выходными разрядами делителя, также будет меняться. Предположим, что перед приходом самого первого импульса на всех четырех выходах схемы были логические нули. Тогда, при поступлении входных импульсов, двоичное число будет принимать следующие значения (см. табл. 1).