Теоретичні відомості і методичні вказівки. Лічильниками називають послідовністні цифрові пристрої, призначені для підрахунку і запам'ятовування числа імпульсів

Лічильниками називають послідовністні цифрові пристрої, призначені для підрахунку і запам'ятовування числа імпульсів, поданих у визначеному часовому інтервалі на його лічильний вхід. Крім лічильного лічильники можуть ще мати входи асинхронної чи синхронної установки початкових станів. По характеру зміни станів лічильника лічильними імпульсами розрізняють підсумовуючі, що віднімають і реверсивні лічильники. По способу організації переносів між розрядами їх можна розділити на лічильники з послідовним, наскрізним, паралельним і комбінованим переносом. Лічильники з послідовним і наскрізним переносом називають асинхронними, а з паралельним переносом - синхронними. Звичайно лічильник містить один чи кілька ідентичних розрядів, побудованих на основі двійкових тригерів. Кількість станів розряду лічильника є його класифікаційною ознакою, відповідно до якого лічильники називають двійковими, двійково-десятковими і т.д. Основними технічними параметрами лічильників є коефіцієнт перерахування і швидкодія. Коефіцієнт являє собою число помітних стійких станів лічильника і якщо кожен лічильний імпульс переводить лічильник у новий стан, то дорівнює максимальному числу імпульсів, що лічильник може прорахувати і запам'ятати безповторення станів. Швидкодія лічильника визначається максимальною частотою проходження рахункових імпульсів реєструємих лічильником без збоїв, максимальною частотою переключення станів лічильника і часом установки станів лічильника, обумовлений як максимальний часовий інтервал від моменту надходження лічильного імпульсу до моменту переходу всіх розрядів лічильника в новий стійкий стан.

В асинхронних лічильниках відсутня загальна для всіх розрядів синхронізація і перехід розрядів у нові стани відбувається послідовно розряд за розрядом, починаючи від вхідного, на який надходять рахункові імпульси. Якщо розглянути послідовність станів, наприклад, 4-розрядного підсумовуючого двійкового лічильника (табл. 3.14), то з її видно, що ознакою зміни станів кожного з розрядів лічильника є переключення попереднього розряду (чи вхідного сигналу) зі стану «1» і «0». Саме так поводяться двотактні і -тригери, розглянуті в розділі 3.4. Таким чином, послідовний лічильник, що працює згідно табл. 3.14, можна виконати виді кола -тригерів, для кожного з який лічильний Імпульс формується тригером сусіднього молодшого розряду (рис 3.38,а). Як було показано в розділі 3.4, лічильнй режим -тригера має місце у випадку . На рис. 3.38,а входи і тригерів вільні, що звичайно еквівалентно подачі на входи і рівнів «1». З часової діаграми (рис. 3.38, б) видно, що час установлення лічильника , залежить від кількості послідовно переключаються розрядів і для -розрядного лічильника воно змінюється в межах

де - середній час встановлення тригера. Максимальна частота проходження рахункових імпульсів визначається незалежно від структури лічильника граничною частотою переключення першого тригера. Якщо ж потрібно розрізняти (дешифрувати) кожен стан лічильника, то до подачі чергового лічильного імпульсу всі розряди повинні установитися в новий стан на час . У цьому випадку максимально припустима частота зміни станів визначається за найменшим часом встановлення

(3.14)

Таблиця 3.14

Вага	Виходи	Десятковий еквівалент двійкового коду
Вход
0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1	0 1

Основна перевага послідовного лічильника - мінімальні витрати мікросхем і мінімум електричних зв'язків, що спрощує розведення ліній зв'язку і підвищує перешкодозахищеність схеми. Головний недолік - низька швидкодія, що тим нижче, чим більше коефіцієнт перерахунку і чим, отже, більше в лічильнику розрядів .

Один зі способів збільшення швидкодії асинхронних лічильників складається в організації переносів між розрядами через додаткові логічні елементи (рис. 3.39). Якщо перший тригер лічильника (рис. 3.39, а, в) знаходиться в стані «1», то наступний лічильний імпульс скидає його в стан «0» негативним фронтом. Як видно з часових діаграм (рис. 3.39, б),ще до переключення виходу тригера DD1 лічильний імпульс через вентиль DD2 надходить у виді імпульсу переносу на вхід другого розряду і вентиль DD4, і якщо , те лічильний імпульс проходить далі через вентиль DD4 і т.д. Лічильний імпульс проходить до вентиля, на другий вхід якого надходить . При цьому тригери з першого до -го встановлюються в «0», а 1-й тригер у стан «1» (рис. 3.39, б). В -розрядному, лічильнику з наскрізним переносом час установлення визначається затримкою лічильного імпульсу в колах переносу і часом встановлення останнього з тригерів, що переключаються