计数器。方案、说明

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计数器是一种设计用于计算施加到输入的脉冲数的设备。它们与移位寄存器一样，由一系列触发器组成。计数器的大小以及触发器的数量由其计数的最大数量决定。

计数器

图。 1

如果最后一个触发器的输出连接到第一个触发器的输入，则移位寄存器可以变成环形计数器。这种放电计数器的方案如图 1 所示。 0. 在从初始设置脉冲开始计数之前，将逻辑 1 写入计数器（Q0）的零位，并将逻辑 1 写入其余位。随着计数开始，每个传入的计数脉冲 T将 1 重写到下一个触发器中，传入脉冲的数量由有 1 的输出编号决定。倒数第二个 (N-XNUMX) 脉冲会将最后一个触发器转换为单个状态，并且该脉冲将转换此状态到零触发的输出，计数将重新开始。因此，可以构建具有任意计数系数（任何基数）的环形计数器，仅改变链中触发器的数量。

这种计数器的缺点是需要大量的触发器；来建造它。由T触发器计数形成的计数器更经济，因此更常见。在每个时钟脉冲 T 之后，输入 D（反向输出）处的信号变为相反，因此输出脉冲的频率是输入脉冲频率的一半。通过组装 n 个计数触发器的顺序链，将前一个触发器的输出连接到下一个触发器的输入 C），我们获得频率 f_Ø=f_凛/2ⁿ. 在这种情况下，每个输入脉冲都会在 1 到 N=0 的范围内将计数器输出处的数字代码更改 2ⁿ-1。

芯片 K155IE5 图。图2包含一个计数触发器（输入C1）和一个由三个串联的触发器组成的2除数（输入C1）。触发器由输入脉冲的截止（通过从 0 到 2 的转换）触发。如果您串联连接所有四个触发器，如图所示。 2, t 将是一个以 XNUMX 为模的计数器⁴=16。完全填充时的最大存储数为N = 2⁴-1=15=(111)₂. 这种计数器使用计数系数 K（模），2 的整数幂的倍数，它执行循环搜索 K = 2ⁿ 稳定状态。计数器的输出强制为 0。

计数器
图。 2

通常您需要具有多个稳定状态而不是 2 的计数器ⁿ 例如，关于电子表，有计数系数为 6（数十分钟）的微电路。 10（分钟单位）。 7（一周中的几天）。 24小时）。用模块 K≠2 构建一个计数器ⁿ 您可以使用满足条件 2 的 n 个触发器的设备ⁿ>K。显然，这样的计数器可以有额外的稳定状态（2ⁿ-至）。这些不必要的状态可以通过使用反馈来消除，通过反馈电路，当计数器计数到数字 K 时，计数器在该操作周期中切换到零状态。

对于 K=10 的计数器，需要四个触发器（因为 2³<10 <2⁴) 必须有十个稳定状态 N==0,1...,8,9。在本应移至第十一稳定状态（N=10）的循环中，必须将其重置为初始零状态。对于这样的计数器，您可以使用 K155IE5 微电路图。通过从对应于数字 3（即 10 和 2）的计数器输出到将计数器设置为 8 的输入（输入 R）引入反馈电路，如图 0 所示。在第 11 个状态（数字 10）的最开始，逻辑 1 出现在微电路的 AND 元件的两个输入端，产生一个信号以将所有计数器触发器重置为零状态。

计数器
图。 3

在所有数字微电路系列中都有计数器，其内部组织最常见的转换因子，例如，在 K155IE2 和 K155IE6 微电路中 K = 10。在 K155IE4 芯片 K \u2d 6x12 \uXNUMXd\uXNUMXd XNUMX.

从图中的图表和图表可以看出。 1-3，计数器可以执行分频器的功能，即由频率为 f 的脉冲序列形成的设备_凛最后一次触发输出的脉冲序列，频率为 fout，比输入小 K 倍。当以这种方式使用计数器时，不需要知道当前写入的数字是什么，因此在某些情况下除数可能比计数器简单得多。例如K155IE1芯片是10分频器，K155IE8是可变分频系数K=64/n的分频器。其中 n=1...63。

除了所考虑的加法器之外，K155IE6 微电路上的可逆计数器也被广泛使用。 K155IE7，其中，根据工作模式的不同，计数器的内容要么加一，加法模式，即表示计数器递增，要么减法模式减一，下一个计数脉冲到来后减一。图 155 芯片 K1IE4 10 - 除以 0。将其触发器设置为 1 是通过同时向输入 2 和 8（AND 元素）施加高电平来实现的。计数脉冲被馈送到输入 9 或 XNUMX（在这种情况下，另一个输入必须处于高电平）或同时馈送到两个输入（元素 AND）。

计数器
图。 4

芯片K155IE2的组成图。图 4 包括一个带有计数输入（输入 C1）和一个 5 分频器（输入 C2）的触发器。当计数触发器的输出连接到输入 C2 时，就形成了一个二进制十进制计数器（其工作原理图类似于图 3 所示）。该帐户发生在一个冲动的削减。计数器已将输入设置为 0（R0 与 AND 逻辑）并将输入设置为 9（R9 与 AND 逻辑）。

计数器
图。 5

K155IE4芯片由计数触发器和6分频器组成，如图5所示。 155. K5IE2芯片前面在图XNUMX中提到过。 XNUMX

芯片 K155IE6 和 K155IE7 图。 6、a)——通过预记录的可逆计数器，第一个是二进制十进制，第二个是四位二进制。当输入 R 的电平为高时将它们设置为 0。计数器可以写入输出 D1-D4 的输入数（在 K155IE6 中从 0 到 9，在 K155IE7 中从 0 到 15）。为此，必须在输入 S 上施加低电平，在输入 C1 和 C2 上施加高电平，在输入 R 上施加低电平。计数将从记录的数字开始，通过施加到输入 C1（加法模式）或 C2（减法模式）的低电平脉冲。输出信息沿计数脉冲的前端变化。在这种情况下，第二个计数输入和输入 S 应为高电平，输入 R 应为低电平，输入 D 的状态无关紧要。与输入 C1 处的每十个（第十六个）脉冲同时，输出 P1 重复其输出脉冲，该脉冲可输入到下一个计数器。在减法模式下，在输入 C2 上的每个脉冲将计数器切换到状态 9 (15) 的同时，输出脉冲出现在输出 P2 上。

K155IE6 计数器的运行时序图如图 6 所示。 0b。在并行记录模式 (S=6) 的图表上，数字 2 被写入（输入 D3 和 DXNUMX 为高电平）。

计数器
图。 6

微电路 K176IE1、K56IIE10 和 K561IE16 7 - 二进制计数器。当计数脉冲施加到输入 C561 且 C10=1 时，K2IE1 计数器沿前端工作；当在输入 C2 处计数且 C1==0 时，K561IE16 计数器沿切口工作。 K164IE176 计数器没有来自第二和第三分频器的输出。当高电平应用于输入 R 时，计数器设置为零。为了使这些计数器以及所有其他使用 CMOS 技术制成的计数器（系列 K564、K561、K3、K7 ..）正确运行，必须在打开电源（或将电源电压降低至 XNUMX V 后）通过向输入 R 应用高电平脉冲将它们设置为初始零状态。否则，计数器可能会以随机转换因子工作。上电后的复位脉冲可以通过输入RC定时电路和反相器自动给出，如图XNUMX所示。 XNUMX、c.

计数器
图。 7

作者：-=GiG=-，gig@sibmail；出版：cxem.net

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