Каскадирование синхронных счетчиков

Опубликовано 25.11.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Синхронные или параллельные счетчики имеют очень широкое применение благодаря их быстродействию. Они без всяких проблем могут заменять в схемах как асинхронные счетчики, так и синхронные счетчики с асинхронным переносом. При необходимости достижения максимального быстродействия они имеют большие преимущества по сравнению со всеми другими счетчиками. Их выходной код устанавливается одновременно при любом количестве разрядов без применения дополнительных выходных регистров, которые требуются в случае асинхронных счетчиков и синхронных счетчиков с асинхронным переносом.
Рассмотрим методы каскадирования счетчиков на примере микросхемы ИЕ17.
При объединении двух счетчиков выход переноса CR младшего счетчика соединяется со входом разрешения счета старшего счетчика ECT. На входы ECR обоих счетчиков подается нулевой уровень. Условие правильной работы будет простым и легко выполнимым: период тактового сигнала С не должен быть меньше, чем задержка выработки сигнала переноса CR.
При объединении трех счетчиков ситуация усложняется. Сигнал с выхода переноса первого счетчика подается на входы ECT второго и третьего счетчиков. Сигнал с выхода переноса второго счетчика подается на вход ECR третьего счетчика. В результате третий счетчик будет считать только тогда, когда имеется перенос как у первого, так и у второго счетчика. Условие правильной работы схемы остается тем же, что и в случае двух счетчиков: период тактового сигнала С не должен быть меньше задержки выработки сигнала переноса CR.
При объединении четырех и более счетчиков уже возникает проблема, так как у старших счетчиков не остается свободных управляющих входов для собирания всех сигналов переноса более младших счетчиков. Поэтому в данном случае используется способность входного сигнала ECR запрещать выходной сигнал переноса CR. На четвертый и последующие счетчики подаются уже сигналы переноса не со всех предыдущих счетчиков, а только с первого и с предыдущего. При таком включении происходит уже накапливание задержки сигналов переноса. Максимальной задержка будет для сигнала переноса второго счетчика. Условие правильной работы всех счетчиков будет следующее: период тактового сигнала С не должен быть меньше, чем максимальная суммарная задержка сигналов переноса до входа последнего счетчика.
С увеличением количества объединяемых счетчиков будет снижаться допустимая тактовая частота.
В любом случае при выполнении условия правильной работы счетчиков схема будет работать как идеальный счетчик, то есть все разряды многокаскадного счетчика будут переключаться одновременно.