Применение синхронных счетчиков

Опубликовано 26.11.2010 Ведущий Валерий Харыбин

Синхронные или параллельные счетчики представляют собой наиболее быстродействующую разновидность счетчиков. Достигается такое быстродействие существенным усложнением внутренней структуры микросхемы. Следствием этого является более сложное управление их работой по сравнению с асинхронными счетчиками и с синхронными счетчиками с асинхронным переносом. Поэтому синхронные счетчики целесообразно применять только в тех случаях, когда действительно требуется очень высокое быстродействие и очень высокая скорость переключения разрядов. Иначе усложнение схемы управления может быть не оправдано.
Рассмотрим некоторые схемы на основе синхронных счетчиков.
На синхронных счетчиках возможна довольно простая реализация управляемого делителя частоты с коэффициентом пересчета, задаваемым входным кодом. В схеме сигнал переноса CR старшего счетчика подается на вход разрешения записи EWR. Счетчики работают в режиме обратного счета (на вход U/D подан сигнал логического нуля). При достижении всеми счетчиками нулевого кода вырабатывается сигнал переноса CR, переводящий счетчики в режим параллельной записи входного управляющего кода. Следующим положительным фронтом тактового сигнала С входной код записывается в счетчики. Это приводит к новому циклу счета от входного кода до нуля.
Следующая схема - формирователь временного интервала заданной длительности демонстрирует, как надо использовать выходной сигнал переноса синхронных счетчиков при необходимости организации разового цикла работы. Работа формирователя начинается по короткому отрицательному импульсу "Старт", перебрасывающему управляющий триггер в единицу и начинающему выходной сигнал. Положительный сигнал с выхода триггера переводит 8-разрядный синхронный счетчик из режима параллельной записи входного кода в режим счета (по входу EWR). Счет на уменьшение идет по положительным фронтам тактового сигнала с генератора. Когда счетчик досчитает до нуля, следующим положительным фронтом тактового сигнала нулевой сигнал переноса -CR будет записан в триггер. Тем самым будет завершен выходной сигнал, а счетчик будет переведен в режим параллельной записи. Следующий цикл работы формирователя начнется по сигналу "Старт".
Применение синхронных счетчиков может быть связано с их возможностью параллельной записи по фронту тактового сигнала. В режиме параллельной записи счетчик представляет собой регистр, срабатывающий по фронту тактового сигнала.
Благодаря этой особенности при объединении нескольких счетчиков их выходные коды можно последовательно считывать с выходов последнего в цепочке, старшего счетчика.
Режим работы схемы определяется управляющим сигналом "Счет/Сдвиг". При высоком уровне этого сигнала счетчики находятся в режиме прямого счета по фронту сигнала "Такт". При низком уровне сигнала счетчики переходят в режим последовательного счета 12-разрядного счетчика через четыре разряда правого по рисунку счетчика. Первым читается состояние старшего счетчика, последним - младшего. Сдвиг выходного кода происходит по положительному фронту тактового сигнала. После трех импульсов тактового сигнала во все три счетчика оказывается записанным нулевой код, то есть схема готова к режиму прямого счета.
Точно такая же последовательная перезапись информации из счетчика в счетчик позволяет с помощью 4-разрядных входных кодов записать исходное состояние нескольких последовательно соединенных счетчиков.
Перед началом работы схема переводится в состояние параллельной записи нулевым уровнем сигнала "Счет/Запись". При этом 4-разрядные коды, которые надо записать во все счетчики, по очереди подаются на вход младшего счетчика и сдвигаются по направлению к старшему счетчику по положительному фронту тактового сигнала С. Для записи всех трех счетчиков необходимо подать три тактовых импульса подряд. Причем первым надо записывать код, предназначенный для старшего счетчика, а последним - код, предназначенный для младшего счетчика.