НОУ ІНТУІТ, Лекція, Синхронні лічильники
Нині ж розглянемо деякі схеми з урахуванням синхронних лічильників.
Керований дільник частоти з коефіцієнтом перерахунку, що задається вхідним кодом, реалізується на синхронних лічильниках досить просто (рис. 10.6). Сигнал перенесення -CR старшого лічильника подається на вхід роздільної здатності запису -EWR. Лічильники працюють у режимі зворотного рахунку (на вхід U/D подано сигнал логічного нуля).
При досягненні всіма лічильниками нульового коду виробляється сигнал перенесення -CR, що переводить лічильники в режим паралельного запису вхідного коду керуючого . Наступним позитивним фронтом тактового сигналу З вхідний код записується в лічильники. Це призводить до нового циклу рахунку від вхідного коду до нуля.
Коефіцієнт перерахунку дільника частоти дорівнює (N+1) , де N - вхідний код, який може набувати значення від 1 до (2 n -1) , де n - кількість розрядів коду. Умова правильної роботи дільника частоти така: період тактового сигналу не повинен бути меншим за повну затримку переносу. Тривалість вихідного сигналу дільника частоти дорівнює періоду тактової частоти.
Наступна схема - формувач часового інтервалу заданої тривалості (рис. 10.7) демонструє, як треба використовувати вихідний сигнал перенесення синхронних лічильників за необхідності організації разового (не періодичного) циклу роботи.
Робота формувача починається за коротким негативним імпульсом "-Старт", що перекидає керуючий тригер в одиницю і вихідний сигнал, що починає. Позитивний сигнал з виходу тригера переводить 8-розрядний синхронний лічильник з паралельного режиму запису вхідного коду в режим рахунку (по входу –EWR). Рахунок зменшення йде по позитивним напрямам тактового сигналу з генератора. Колилічильник дорахує до нуля, наступним позитивним фронтом тактового сигналу нульовий сигнал перенесення -CR буде записаний в тригер. Тим самим буде завершено вихідний сигнал, а лічильник буде переведено в режим паралельного запису. Наступний цикл роботи формувача розпочнеться за сигналом "-Старт".
У разі тригер , обробляє сигнал перенесення, працює синхронно з лічильниками, оскільки тактується тим самим (позитивним) фронтом єдиного тактового сигналу . Тривалість вихідного сигналу буде в інтервалі від NT до (N+1)T , де Т - період тактового сигналу з генератора, а N - вхідний код від 0 до 2510.
Подивимося, як на синхронних лічильниках можна побудувати генератор прямокутних імпульсів із регульованими тривалістю імпульсу та тривалістю паузи, який був розглянутий у попередньому розділі (див. рис. 9.28 та 9.29). Орієнтуватимемося на досягнення максимальної швидкодії, тобто на максимально можливу тактову частоту.
Схема управління мало відрізнятиметься від схеми рис. 9.29 тому ми зупинимося тільки на схемі лічильників імпульсу і паузи. Виберемо розрядність обох цих лічильників рівною 16. Тоді схема лічильників імпульсу і паузи (рис. 10.8) буде включати вісім мікросхем лічильників ИЕ17 і вихідний тригер , а також логічні елементи 4АБО-НЕ для зменшення затримок переносу. В даному випадку дуже зручно брати JK-тригер, тому що він має два інформаційні входи і тактовий вхід.
Тригер тактується негативним фронтом сигналу З, а лічильники — позитивним фронтом, для забезпечення синхронної роботи всієї схеми по одному фронту тактового сигналу сигнал на вхід З тригера подається через інвертор .
Суть роботи схеми залишається незмінною: 16-розрядні лічильники імпульсу та паузипрацюють по черзі, що визначається керуючими сигналами з виходів тригера (прямого та інверсного). Лічильники вважають зменшення (в режимі інверсного рахунку) від коду, паралельно записаного у яких, до нуля.
До початку роботи (сигнал "Розр." нульовий) обидва лічильники знаходяться в стані паралельного запису і записують код імпульсу і паузи. Після приходу позитивного сигналу дозволу генерації "Розр." починає рахунок верхній за малюнком лічильник (лічильник паузи).
Коли лічильник паузи дораховує до нуля, сигнал перенесення записується в тригер по входу J і перекидає вихід тригера в одиницю, що переводить лічильник паузи зі стану рахунку в стан паралельного запису і забороняє надходження сигналу на вхід J. Одночасно переходить у стан рахунку нижній за малюнком лічильник (лічильник імпульсу), який, у свою чергу дорахувавши до нуля, перекидає тригер у нуль по входу К. Цей процес періодично повторюється, поки дозволена генерація (тобто сигнал "Роздр." - Позитивний).