Двійковій-десятковий лічильник
- Вивчити принципові схеми, принцип дії інтегральних лічильників імпульсів.
- Набути практичних навичок в роботі з комбінаційними і послідовних операційними вузлами.
Короткі теоретичні відомості
Лічильник імпульсів - це вузол ЕОМ, що забезпечує зберігання слова інформації та виконання над ним мікрооперації рахунку, що полягає в зміні значення числа в лічильнику на 1. По суті лічильник являє собою сукупність з'єднаних певним чином тригерів. Лічильники позначають через СТ (від англ. Counter).
Основними характеристиками лічильника є роздільна здатність, швидкодія і інформаційна ємність. Роздільна здатність - це максимальний час між двома сигналами, які надійно фіксуються лічильником. Швидкодія лічильника - величина, зворотна роздільної здатності і дорівнює числу сигналів, що фіксуються лічильником в одиницю часу. Інформаційна ємність - максимальне число імпульсів, які можуть бути підраховані лічильником. Ємність лічильника визначається модулем рахунку М.
Основне функціональне призначення лічильників:
· Рахунок імпульсів, що надійшли на вхід;
З визначення і логіки роботи лічильників слід, що їх поточний стан залежить не тільки від нового прийшов імпульсу, але також і від кількості попередніх імпульсів. Значить, лічильники відносяться до пристроїв з пам'яттю. Будуються лічильники, як і регістри, на основі однотипних пов'язаних між собою тригерів. Найбільш часто використовуються T- і JK-тригери. Комбінаційні елементи в лічильниках використовуються для управління роботою тригерів. Число тригерів визначає максимальну кількість імпульсів, яке може бути підраховано лічильником.
Найбільшого поширення набули виконавчі лічильники, лічильники з іншим коефіцієнтом перерахунку можна отримати шляхом введення додатковий зв'язків між розрядами.
Чотири послідовно з'єднаних тригера утворюють лічильник за модулем 2 4 = 16. Максимально збережене в лічильнику число при повному його заповненні
У початковому стані на всіх тригерах встановлені логічні нулі. Кожен тригер змінює свій стан лише в той момент, коли на нього діє негативний перепад напруги. Таким чином, даний лічильник реалізує підсумовування вхідних імпульсів.
При спрацьовуванні по задньому фронту (зрізу) тригери мають інверсні динамічні входи. Стан лічильника в двійковому коді по приходу на вхід кожного нового імпульсу збільшується на одиницю, здійснюється операція інкремента.
Якщо вихідні асинхронні Т-тригери мають прямі динамічні входи, спрацьовують по передньому фронту імпульсу при переході з 0 в 1, то лічильник перетворюється в віднімає. Він виконує операцію декремента.
Для побудови лічильника з модулем 10 число log210 округлюють до найближчого більшого цілого числа 4.
В результаті отримуємо число необхідних тригерів. Підставою для лічильника з модулем 10 служить двійковий лічильник, який має 2n станів. Отже, лічильник з модулем 10 буде мати L зайвих невикористовуваних станів, що підлягають виключенню, L = 2 4 -10 = 6.
Найбільшого поширення при побудові таких лічильників отримали:
· Метод виключення зайвих станів;
· Метод керованого скидання.
Використовуючи різні варіанти прямого і зворотного рахунку, можна отримати реверсивний лічильник. Таке переключення здійснюється з використанням елементів І-АБО, І-АБО-НЕ, які встановлюються між тригерами.
Суматор - логічний операційний вузол, що виконує
арифметичне додавання кодів двох чисел. При арифметичному додаванні виконуються й інші додаткові операції: облік знаків чисел, вирівнювання порядків доданків тощо. Зазначені операції виконуються в арифметичне-логічних пристроях (АЛП) або процесорних елементах, ядром яких є суматори.
Умовно графічне позначення лічильника:
Даний лічильник суммирующий (рахунок ведеться вгору від менших значень до великих), Ксч = 16.
