СЧЕТЧИКИ С ГРУППОВОЙ СТРУКТУРОЙ

В связи с ограничениями на построение параллельных счетчиков большой разрядности широкое распространение получили счетчики с групповой структурой, в которых счетчик разбивается на группы, связанные цепями межгруппового переноса (рис. 5, а) [1]. При единичном состоянии всех триггеров группы приход очередного входного сигнала создаст перенос из этой группы. Эта ситуация подготавливает межгрупповой конъюнктор к прямому пропусканию входного сигнала на следующую группу. В наихудшем для быстродействия случае, когда перенос проходит через все группы и поступает на вход последней, , где – число групп и – время установления кода в группе.

Рис. 5. Схемы счетчиков групповой структуры

Если уменьшить разрядность группы до единицы и использовать синхронные Т-триггеры, то получится схема синхронного счетчика с последовательным переносом (рис. 4, б). Схема относится к числу синхронных, так как все триггеры срабатывают одновременно под действием единого входного сигнала. В этом проявляется быстрая реакция схемы на входной сигнал, такая же, как и в счетчике с параллельным переносом. Однако по максимальной частоте входных сигналов эта схема существенно отличается от схемы с параллельным переносом, поскольку до подачи нового входного сигнала требуется предоставить время цепочке вентилей установиться в новое состояние путем их последовательного переключения.

В развитых сериях ИС обычно имеется по 5 – 10 вариантов двоичных счетчиков, выполненных в виде четырехразрядных групп (секций). Каскадирование секций может выполняться путем их последовательного включения по цепям переноса, организации параллельно-последовательных переносов или, для более сложных счетчиков с двумя дополнительными управляющими входами разрешения счета и разрешения переноса, путем организации параллельных переносов и в группах и между ними.

Особенностью двоичных счетчиков синхронного типа является наличие ситуаций с одновременным переключением всех его разрядов (например, для суммирующего счетчика при переходе от кодовой комбинации «11...1» к комбинации «00...0» при переполнении счетчика и выработке сигнала переноса). Одновременное переключение многих триггеров создает значительный токовый импульс в цепях питания цифровых устройств и может привести к сбою в их работе. Поэтому в руководящих материалах по использованию некоторых БИС/СБИС программируемой логики, в частности, имеется ограничение на разрядность двоичных счетчиков заданной величиной k (например, 16). При необходимости применения счетчика большей разрядности рекомендуется переходить к коду Грея, для которого переходы от одной кодовой комбинации к другой сопровождаются переключением всего одного разряда. Правда, для получения результата счета в двоичном коде придется использовать дополнительно преобразователь кода, но это является платой за избавление от токовых импульсов большой интенсивности в цепях питания.

Пример условного обозначения счетчика приведен на рис. 6.

Рис. 6. Условное обозначение двоичного реверсивного счетчика со сбросом, параллельной загрузкой и выходами переноса и заема.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: