Как работают счетчики. Давайте поставим небольшой эксперимент — включим последовательно три T-триггера и подадим на вход первого из них последовательность импульсов. Состояния триггеров после каждого входного импульса зафиксируем в таблице.
Допустим, что после включения питания триггеры устанавливаются в нулевое состояние, а их переключение происходит при положительном перепаде напряжений на входах, т. е. при переходе сигнала из 0 в 1. Тогда после первого импульса, поступившего на вход триггера DD1, он установится в единичное состояние, а остальные останутся в начальном, так как на выходах Q всех триггеров переход сигнала из 0 в 1 не произошел.
Поступление второго импульса на вход триггера Т1 переводит его в нулевое состояние, а положительный перепад напряжения на его выходе Q устанавливает триггер Т2 в единичное состояние. Третий импульс опять переводит триггер DD1 в единичное состояние, при этом второй и третий триггеры остаются состоянии. И т. д. седьмого импульса оказываются в единичном состоянии. Восьмой импульс переводит триггер Т1 в нулевое состояние, положительный перепад напряжения с его выхода Q в нулевое состояние
триггер Т2 и такой же перепад напряжения с выхода Q этого триггера в нулевое состояние триггер Т3. Таким образом, после поступления на вход первого триггера восьми импульсов все триггеры возвращаются в исходное состояние. Следовательно, вы смоделировали работу устройства, которое может подсчитать восемь импульсов — двоичного 3-разрядного счетчика.
Вы, конечно, обратили внимание на то, что поступление на вход счетчика каждого импульса увеличивает записанное в него число на единицу, т. е. данный счетчик работает в режиме суммирования. Если же переключить входы триггеров с инверсных выходов на прямые , то каждый входной импульс будет вычитать из записанного в счетчик числа единицу , т. е. счетчик становится вычитающим. В интегральном исполнении эти счетчики не выпускаются, поэтому при необходимости используются так называемые
реверсивные счетчики
— устройства, которые могут работать в режиме как суммирования, так и вычитания.
Если вы внимательно следили за работой счетчика, то поняли, что максимальное число импульсов, которое он может подсчитать, зависит от числа последовательно включенных триггеров. Так, добавление в описанную выше схему еще двух триггеров даст возможность подсчитывать до 32 импульсов, или, как говорят, получить счетчик с коэффициентом деления 32.
Кроме двоичных счетчиков в цифровой электронике применяются двоичнодесятичные счетчики и счетчики с переменным коэффициентом деления.
Двоично-десятичные счетчики состоят из четырех триггеров, соединенных между собой так, что максимальное количество импульсов, подсчитанное таким счетчиком, не превышает 10. При этом выходной код счетчика представляет собой двоичный эквивалент десятичного числа.
Счетчик с переменным коэффициентом деления строится, как правило, на базе двоичного счетчика, выходы которого подключены к специальной логической схеме. На вход этой схемы подается двоичный код, определяющий коэффициент деления счетчика. Таким образом, после поступления на вход счетчика заданного входным кодом числа импульсов на его выходе появляется отрицательный или положительный импульс.
Все счетчики, выпускаемые в интегральном исполнении, обозначаются буквами ИЕ (например, К155ИЕ2, К155ИЕ5, К155ИЕ6)
Устройство двоичного счетчика на JK-триггере
В начальный момент времени необходимо установить все триггеры образующие счетчик в нулевое состояние, для этого подаем сигнал низкого уровня на выход сброса - R всех элементов. Как только на вход С первого триггера начнут следовать импульсы от генератора по спаду (момент перепада с единицы на ноль) первого импульса первый триггер переключится в единичное состояние. По спаду второго импульса первый триггер переключится в нулевое состояние, а второй – в единичное.
По окончанию третьего импульса 1 и 2 триггеры будут в единичном состоянии. Четвертый импульс переключит их в нулевое состояние, а третий триггер переключится в единичное и т.п.
Радиолюбительские самоделки с использованием счетчиков и триггеров
