Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета

В выше рассмотренных схемах счетчиков коэффициент пересчета К_пер был кратен 2­­ⁿ, где n — число разрядов счетчика. Счетчики с произвольным коэффициентом пересчета реализуются на основе двоичных счетчиков, у которых коэффициент пересчета превышает заданный и ближайший к нему. Такой двоичный счетчик имеет 2ⁿ - К_пер = L лишних (неиспользуемых) состояний, подлежащих исключению.

Существует много способов исключения лишних состояний. Исключая некоторое число первых состояний, получим ненулевое начальное состояние счетчика, что приводит к отсутствию естественного порядка счета. Исключение последних состояний позволяет сохранить естественный порядок счета. Сложность обоих вариантов одинакова, поэтому чаще используют схемы с естественным порядком счета. В таких счетчиках счет ведется обычным способом вплоть до достижения числа К_пер – 1. Далее последовательность переходов счетчика должна быть прервана, и следующее состояние должно быть нулевым. При этом счетчик будет иметь К_пер внутренних состояний (от 0 до К_пер – 1 ).

Рассмотрим два способа построения счетчиков с произвольным коэффициентом пересчета: модификации межразрядных связей и управлении сбросом. При построении счетчика с модифицированными межразрядными связями последние, лишние, состояния исключаются из таблицы переходов счетчика. При этом после построения схемы получается счетчик с нестандартными связями между триггерами, т.е. схема получается специализированной, и изменение коэффициента пересчета требует изменения самой схемы. В то же время реализация схемы счетчика может оказаться простой.

При построении счетчика с управляемым синхронным сбросом выявляется момент достижения содержимым счетчика значения К_пер – 1. Это является сигналом сброса счетчика в следующем такте, после того начинается новый цикл. Этот вариант обеспечивает легкость перестройки счетчика на другие значения коэффициента пересчета, так как требуется изменять лишь код, с которым сравнивается содержимое счетчика для выявления момента сброса. Схемы всех разрядов счетчика с управляемым сбросом не зависят от коэффициента пересчета. Кроме разрядных схем, счетчик содержит один конъюнктор, вырабатывающий сигнал сброса при достижении содержимым счетчика значения К_пер–1. На рисунке 34 показана схема счетчика с коэффициентом пересчета К_пер = 10 на основе микросхемы ЭКР1554ИЕ18 с синхронным сбросом и временные диаграммы работы. Из временных диаграмм (рисунок 34, б) следует, что при поступлении десятого входного импульса счетчик сбрасывается из состояния 1001 в состояние 0000, т.е. счетчик имеет десять состояний.

 

 

Рисунок 34 — Счетчик с управляемым синхронным сбросом с коэффициентом пересчета К_пер = 10 на основе микросхемы ЭКР1554ИЕ18. Схема включения (а) и временные диаграммы работы (б)

 

При построении счетчика с асинхронным управляемым сбросом разница в том, что выявляется момент достижения содержимым счетчика значения К_пер и это является сигналом асинхронного сброса счетчика в текущем такте. Следовательно, состояние счетчика, соответствующее значению К_пер, будет промежуточным и кратковременным, а последнее устойчивое состояние счетчика соответствует значению К_пер–1. На рисунке 35 показана схема и временные диаграммы работы счетчика с коэффициентом пересчета К_пер = 10 на основе микросхемы счетчика с асинхронным сбросом ЭКР1554ИЕ23.

 

 

Рисунок 35 — Счетчик с управляемым асинхронным сбросом с коэффициентом пересчета К_пер = 10 на основе микросхемы ЭКР1554ИЕ23. Схема включения (а) и временные диаграммы работы (б)