Вычитающие счетчики. Рассмотренные выше двоичные счетчики позволяют производить лишь сложение импульсов или, как говорят, счет в прямом направлении. Однако можно создать счетчики, позволяющие производить вычитание

Т3 и единичных выходах Т триггеров Т2 и Т± - низкие потенциалы.

При поступлении на вход триггера 7\ первого импульса триггер Тг переходит в единичное состояние. При этом иа нулевом выходе возникает отрицательный перепад

1?вх

ДЧ.1

/ гз±5 B7j 9 а яп я пк в t г з ♦ з в ? t 9 an t l i I i i i I i l i

l ll i l t I I M i I i i i I

Вход -0

Рнс. 24-62. Схема счетчика с N=10, цепью обратной связи и временные диаграммы его работы.

ЪВхад -GjBxod О

Установка В О

Рис. 24-63. Схема счетчика с ЛГ=10 и внешним управлением.

U TL1

-Пбг вход 1-0

Установка 6 О

Рис. 24-64- Схема вычитающего счетчика.

импульсов, т. е. вести счет в обратном направлении, если счетный вход каждого последующего триггера объединить не с единичным (левым), а нулевым (правым) выходом предыдущего триггера, как показано на рис. 24-64. Элементы связи на схеме не изображены.

Пусть на счетчике записано двоичное число 100. Это означает, что на единичном выходе.Г триггера Т3 и нулевых выходах Г триггеров Т2 и Ti имеются высокие потенциалы, а на нулевом выходе Т триггера

напряжения, который после дифференцирования переводит триггер Т2 в единичное состояние. Возникший отрицательный перепад напряжения на нулевом выходе триг- . гера Тг после дифференцирования устанавливает триггер 7Vb нулевое состояние.

После поступления первого импульса и окончания переходных процессов триггер Т3 будет в нулевом положении, а триггеры Т2 и Tt - в единичном. Состояние счетчика соответствует двоичному числу 011, т., е. на единицу меньшему предыдущего значения. Второй импульс установит триггер

Ti в нулевое состояние. При переходе триггера 7\ из состояния, соответствующего 1, в состояние 0 на нулевом выходе появляется положительный перепад напряжения, который не изменяет состояния последующего триггера. После воздействия второго импульса и окончания переходных процессов

единицы происходит перенос от младшего разряда к старшему. Если принять время срабатывания триггера т, то время переходного процесса я-разрядного счетчика в этом случае будет равно:

SS 0(/ход Установка В О

Сложение - -Вычитание

Рис. 24-65. Схема реверсивного счетчика.

счетчик установится в положение, соответствующее двоичному числу 010. Третий импульс устанавливает счетчик в состояние, соответствующее двоичному числу 001, а четвертый - в состояние, соответствующее ООО. После пятого импульса произойдет срабатывание всех триггеров и положение счетчика будет соответствовать числу 111.

tJTLJ

УстанаШЮ

Рис. 24-66. Суммирующий счетчик со сквозным переносом.

При необходимости иметь счетчик, работающий как в прямом, так и в обратном направлении, можно воспользоваться схемой, изображенной на рис. 24-65. Такой счетчик называется реверсивным.

При сложении импульсов схемы Hi, И3, Hs открыты, а Иг, Ш, Иб - закрыты. При вычитании (обратном счете) схемы Иг, И4, И6 открыты, а Иь И3, И5 - закрыты. Управление схемами производится напряжениями, снимаемыми с выходов триггера Го.

Основным недостатком рассмотренных счетчиков является сравнительно малое быстродействие. Во многих случаях перенос, возникший, например, в триггере Ту может вызвать серию переносов в соседних триггерах. Наихудшим случаем, не считая пере- полнеиия счетчика, будет такой, когда в счетчике установлено число 0111... 11. При добавлении к младшему разряду счетчика

Для повышения быстродействия применяют схемы счетчиков со сквозным переносом. На рис. 24-66 представлена схема суммирующего счетчика со сквозным переносом по цепи И)- -И2->-Из. Пусть счетчик установлен в нулевое положение. Первый импульс, поданный на Вход 1 через линию задержки, поступит на счетный вход Tt и установит его в единичное состояние. На схему Hi поступит высокий потенциал с выхода Г триггера Гь Так как к моменту подачи первого импульса схемы Hi, Иг, И, закрыты низкими потенциалами с выходов Г триггеров Ть Т2, Т3, то первый импульс по цепи сквозного переноса не проходит.

После перехода триггера Т} в единичное состояние схема Hi открывается высоким потенциалом с выхода Г триггера Tt. Второй импульс, поданный на Вход 1, с одной стороны пройдет через схему И! и линию задержки Л32 сразу на счетный вход триггера Г2, с другой стороны - через ЛЗх, на вход триггера 7\.

Если принять время задержки в ЛЗ Та, а в схемах И ти, то через время, равное т-г-Тз+Ти, в счетчике будет записано число 010, т. е. триггеры Т3, Тх будут в нулевом состоянии, а триггер Г2 - в единичном. В этом положении счетчика схема И2 открыта, а остальные схемы Ии закрыты. Вследствие этого третий импульс, поданный на вход / счетчика, пройдет только на счетный вход триггера Ti и установит его в единичное состояние. На счетчике будет записано число 011. В этом положении схемы Иь И2 открыты, И3 - закрыта. Четвертый импульс проходит через открытые схемы Hi, И2 и Л33 на вход триггера Т3, а через JI3h Hi, Л32 на входы триггеров Ti, Т2 соответственно.

Время переходного процесса п-разряд-ного счетчика со сквозным переносом можно определить по формуле

Тсч = (п - 1)Ти + Тз + т.

Если выбрать

7 сч= лти + т.

В практических схемах время прохождения импульса через каждую схему И цепи сквозного переноса значительно меньше времени переходного процесса триггера. В этом случае данная схема счетчика обеспечивает значительный выигрыш в быстродействии сравнительно со схемами счетчиков без цепей сквозного переноса.

Счетчики импульсов на динамических триггерах. На рис. 24-67 представлена схема трехразрядного счетчика на динамических триггерах.

щее 1. Этот же. импульс через линии задержки Л32 установит триггеры ДТ1 и ДТ2 в состояние, соответствующее 0, и т. д.

Схемы Иь И2, И3 служат для осуществления сквозного переноса в старшие разряды счетчика, что увеличивает быстродействие счетчика.

Регистры

Устройство, предназначенное для кратковременного запоминания одного числа, называется регистром. Регистры могут собираться на триггерах, магнитных сердечниках, феррит-транзисторных ячейках и т. д.

Триггерный статический регистр. На рис. 24-68 представлена схема регистра на статических триггерах. Регистр

Выходные шины

ДТ3 1 о

-(/и

ИЛИ2

±

1 о

Входч

Г 7 ВходЗ

1 в

Г, 4

Рнс. 24-67. Трехразрядный счетчик на динамических триггерах.

Рассмотрим работу счетчика.

Пусть состояние всех триггеров соответствует 0, т. е. на выходе каждого триггера импульсы отсутствуют. Первый импульс устанавливает триггер Д7\ в состояние, соответствующее 1. Второй импульс, пройдя через открытую схему Hi и линию задержки Л31г установит триггер ДТ2 в положение, соответствующее 1. Этот же импульс, задержанный линией задержки Л32, установит триггер ДТХ в положение, соответствующее 0. После второго импульса в единичном состоянии будет находиться лишь триггер ДТ2. Третий импульс установит триггер ДТХ в состояние, соответствующее 1, и не изменит состояние триггера ДТ2 вследствие того, что схема Hi в момент действия импульса, закрыта. После третьего импульса триггеры ДТи ДТ2 будут находиться в единичном состоянии, что соответствует числу 011=0-22+1 .2°=3.

Четвертый импульс пройдет через открытые схемы Иь И2 и линию задержки ЛЗ1 на единичный вход триггера ДТ3 и установит его в положение, соответствую-

\Из\

m 5b

вхевг -0

BxeBl -r0

Входные шины Рнс. 24-68. Регистр на статических триггерах.

состоит из триггеров Тх, Т2 и Т3, логических схем И и ИЛИ, включенных на входе и выходе устройства.

Пусть требуется записать в регистр двоичное число 101, цифры которого представлены потенциалами, причем 1 представлена высоким потенциалом, 0 - низким. Перед тем как записать число, все триггеры регистра устанавливаются в нулевое положение импульсом, подаваемым на Вх2. Запись числа в регистр производится подачей импульса на Bxt в момент времени fo. Этот импульс проходит через схемы Иь И3 и воздействует на счетные входы триггеров Ti и Т3, устанавливая их в положение, соответствующее 1. Через схему И2 импульс не проходит и триггер Т2 остается в состоянии, соответствующем 0. По окончании переход-