Счетчики прямого счета

Пример.

Соединенные последовательно два делителя позволят получить сиг­нал с частотой в четыре раза меньшей, чем входная. Трехкаскадный делитель (три последовательно соединенных D-триггера) дадут деление на восемь. Четыре каскада будут делить на шестнадцать. И так далее.

На рис.1.22 изображена схема четырехкаскадного делителя частоты на D-триггерах. Импульсы тактового генератора поступают на вход пер­вого каскада деления. Если частота сигнала на входе равна f, то на выхо­дах делителя мы получим сигналы со следующими частотами:

Q0 — f/2; Q1 — f/4; Q2 — f/8; Q3 — f/16.

Счетчики прямого счета

Приведенную на рис. 1.22 схему можно использовать не только в каче­стве делителя частоты, но и в качестве счетчика входных импульсов. Представьте, что выходы Q0—Q3 — это разряды некоторого двоичного числа. Выход Q0 — это младший разряд, а выход Q3 — самый старший.

Предположим, что перед началом счета все четыре триггера установ­лены в нулевое состояние. На вход схемы поступает некоторое коли­чество импульсов. Входящие в схему триггеры будут переключаться согласно описанному выше алгоритму. Состояние триггеров в процессе счета показано в табл. 1.1. Как видно из таблицы, после прихода первого входного импульса триггер DO переходит в единичное состояние. После прихода второго импульса DO возвращается в ноль, зато в единичное состояние переходит D1.

Дальнейшее поведение всех четырех триггеров хорошо видно из таблицы. А теперь внимательно посмотрите, что у нас получилось. Если воспринимать совокупность цифровых сигналов на выходах счетчика как четырехразрядное двоичное число, то мы видим перед собой после­довательность чисел от 0000 до 1111. Десятичный эквивалент этих чисел показан в правой крайней колонке табл. 1.1.

Итак, перед началом счета на выходе делителя — ноль. После про­хождения первого импульса на выходе — единица, после второго — два, и так далее. Каждый входной импульс увеличивает значение двоичногочисла на выходе счетчика на одну единицу. Поэтому в любой момент вре­мени счетчик содержит число, равное количеству импульсов, пришедших к этому моменту на его вход.

Максимальное число импульсов, которое может посчитать счетчик, схема которого изображена на рис. 1.22, — это 16. После прихода шест­надцатого импульса счетчик вернется в нулевое состояние. Счетчики широко применяются в цифровой технике в том случае, когда необходимо подсчитать количество каких-либо импульсов. Причем совсем необяза­тельно, чтобы входные импульсы поступали равномерно с постоянным периодом. Это могут быть одиночные импульсы. Например, импульсы с какого-нибудь датчика, кнопки и т. п.