Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кольцевой счетчик что это

ru.knowledgr.com

Счётчик колец — тип счётчиков, состоящий из p-шлейфов, соединённых в сдвиговый регистр, с выходом последнего p-шлейфа, подаваемого на вход первого, образуя «кольцевую» или «кольцевую» структуру.

Существует два типа счетчиков вызывных сигналов:

  • Прямой кольцевой счетчик, также известный как один горячий счетчик, соединяет выход последнего сдвигового регистра с первым входом сдвигового регистра и циркулирует один (или нулевой) бит вокруг кольца.
  • Счетчик скрученного кольца, также называемый счетчиком кольца переключателя-хвостовика, счетчиком шагового кольца, счетчиком Джонсона или счетчиком bius, соединяет дополнение выходного сигнала последнего сдвигового регистра с входом первого регистра и циркулирует поток единиц, за которыми следуют нули вокруг кольца.

Четырехразрядные последовательности кольцевых счетчиков

Свойства

Кольцевые счетчики часто используются в аппаратной конструкции (например, ASIC и FPGA конструкции) для создания конечных машин. Для бинарного счетчика потребуется схема сумматора, которая по существу более сложна, чем кольцевой счетчик, и имеет более высокую задержку распространения по мере увеличения числа битов, в то время как задержка распространения кольцевого счетчика будет почти постоянной вне зависимости от числа битов в коде.

Прямые и скрученные формы имеют различные свойства, а также относительные преимущества и недостатки.

Общий недостаток кольцевых счетчиков заключается в том, что они являются кодами с более низкой плотностью, чем обычные бинарные кодировки номеров состояний. Бинарный счетчик может представлять 2 ^ N состояний, где N — количество битов в коде, тогда как прямой кольцевой счетчик может представлять только N состояний, а счетчик Джонсона может представлять только 2N состояний. Это может быть важным соображением в аппаратном обеспечении, где регистры дороже, чем комбинационная логика.

Иногда предпочтение отдается счетчикам Джонсона, поскольку они предлагают в два раза больше состояний подсчета из одного и того же числа регистров сдвига, и потому, что они способны самостоятельно инициализироваться из нулевого состояния, не требуя, чтобы первый бит подсчета вводился извне при запуске. Счетчик Джонсона генерирует код, в котором смежные состояния отличаются только на один бит (то есть имеют расстояние Хэмминга 1), как в коде Грая, который может быть полезен, если битовый шаблон собирается асинхронно вести.

Когда необходимо полностью декодированное или одноступенчатое представление состояния счетчика, как в некоторых контроллерах последовательности, счетчик прямого кольца является предпочтительным. Свойство one-hot означает, что набор кодов разделяется минимальным расстоянием Хэмминга, равным 2, так что любая однобитовая ошибка обнаруживается (как и любая комбинация ошибок, отличная от включения одного бита и выключения одного бита).

Иногда используются сдвоенные регистры сдвига (с использованием

Логические размеры

Прямой кольцевой счетчик имеет логическую структуру, показанную здесь:

4-разрядный кольцевой счетчик, использующий четыре шлейфа D-типа. Отображается синхронный синхросигнал и линия сброса.

Вместо того, чтобы сбросить линию, устанавливающую начальный однонагреваемый шаблон, прямое кольцо иногда самоинициализуется с помощью распределенного затвора обратной связи по всем выходам, за исключением последнего, так что 1 представляется на входе, когда нет 1 на любом этапе, кроме последнего.

Счетчик Джонсона, названный по имени Роберт Ройс Джонсон — это кольцо с инверсией, вот 4-битный счетчик Джонсона:

4-битный счетчик Джонсона, использующий четыре шлейфа D-типа. Отображается синхронный синхросигнал и линия сброса.

Обратите внимание на небольшой пузырь, указывающий на инверсию Q-сигнала из последнего сдвигового регистра перед подачей обратно на первый D-вход, делая это счетчиком Джонсона.

История

Перед днями цифровых вычислений цифровые счетчики использовались для измерения скоростей событий Random, таких как радиоактивные распады до альфа и beta particle. быстрые счетчики «предварительного масштабирования» снизили скорость событий Random до более управляемой и более регулярной эс.

Ранние кольцевые счетчики использовали только один активный элемент (вакуумная трубка, клапан или переходное устройство) на ступень, полагаясь на глобальную обратную связь, а не на локальные бистабильные p-шлейфы, для подавления состояний, отличных от однопалатных состояний, например, в заявке на патент 1941 года Роберта Э. Муммы из Национальной кассовой компании. Уилкокс П. Овербек изобрёл версию с использованием множественных анодов в одной вакуумной трубке, В знак признания его работы счётчики колец иногда упоминаются как «кольца Овербека» (а после 2006 года, иногда как «счётчики Овербека», так как в Википедии использовался тот термин с 2006 по 2018 год).

В ENIAC использовали десятичную арифметику, основанную на 10-государственных однокристальных кольцевых счетчиках. Работы Mumma в NCR и Overbeck в были среди известных работ, исследованных патентным ведомством в иналидированных патентах J. Presper Eckert и John chly на технологию ENIAC.

К 1950-м годам были кольцевые счётчики с двухтрубным или двухтриодным p-флопом на ступень.

Роберт Ройс Джонсон (Robert Royce Johnson) разработал ряд различных счётчиков на основе сдвиговых регистров с целью создания различного числа штатов с максимально возможной логикой обратной связи и подал заявку на патент в 1953 году. Счетчик Джонсона — самый из них.

Читайте так же:
Махинация с заменой счетчиков

Приложения

Ранние применения кольцевых счетчиков были в качестве прескалеров частоты (например, для счетчика Хегера и таких приборов), счетчиков для подсчета встречающихся паттернов в криптанализе (например, в машине Coubreaking Heath Rob и компьютере Colossus) и в качестве элементов счетчиков аккумуляторов для десятизначной арифметики в компьютерах и калькуляторах, используя bi-quinary (как в Colossus) или десять-hot-state в качестве hot-a-a-a-a-a-a-a-a-a-a-H).

Прямые кольцевые счетчики генерируют полностью декодированные одноступенчатые коды, которые часто используются, чтобы разрешить конкретное действие в каждом состоянии циклического цикла управления.

Помимо того, что является эффективным альтернативным способом генерации одномоментных кодов и прескалеров частоты, счетчик Джонсона также является простым способом кодирования цикла чётного числа состояний, которые могут быть асинхронно выведены без glitching, так как только один бит изменяется за раз, как в коде Грэя. Ранние компьютерные mice использовали вверх-вниз (bi ctional) 2-битные кодировки Джонсона или Грэя, чтобы указать движение в каждом из двух измерений, хотя в mice эти коды обычно не были сгенерированы кольцами p-flops (а вместо этого — электромеханическими или оптическими кодировщиками). 2-битный код Джонсона и 2-битный код Грэя идентичны, в то время как для 3 или более битов коды Грейя и Джонсона различны. В 5-битном случае код совпадает с кодом для десятичных разрядов.

Счетчик ходячих колец, также называемый счетчиком Джонсона, и несколько могут производить безгличевую аппроксимацию синусоидального колебания. в сочетании с регулируемым предписанием, это, возможно, самый последний численно управляемый оскиллятор. два таких счетчика ходячих колец, возможно, самый способ сформировать непрерывную фазовую частотную манипуляцию, используемую в многочастотной сигнализации и раннего тонуса.

Tech Elements

Радиоэлектроника и телекоммуникации

  • Главная
  • Сайтмап
  • Система видеонаблюдения
  • Радиовещательный приемник
  • Телевизионный приемник
  • Цифровой дешифратор
  • Домашняя охранная сигнализация

Генератор чисел на базе кольцевого счетчика

Схема кольцевого счетчика на базе счетчика Джонсона (представленного на рисунке 3) с дешифратором кода Джонсона, собранная на микросхемах КР1533ТМ8и КР1533ЛИ1 представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 — Кольцевой счетчик на базе счетчика Джонсона с дешифратором кода Джонсона

Таким образом, для построения счётчика потребовалось 9 корпусов.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала начальной установки:

Iвх1( R ) = 0,02мА, Iвх0( R ) = 0,1мА.

Нагрузка по току со стороны источника входного сигнала синхроимпульса:

Iвх1( С ) = 0,02мА, Iвх0( С ) = 0,1мА.

По входным сигналам данная схема удовлетворяет условиям ТЗ.

Время формирования выходных сигналов счетчика по входу «R» (Tформ.R) равно tзд.(КР1533ЛИ1) + tзд.(КР1533ТМ8) по входу «R» =14+23 (нс) =37 нс.

Время формирования выходных сигналов счетчика по входу «С» (Tформ.С) равно tзд.(КР1533ЛИ1)+ tзд.(КР1533ТМ8) по входу «С» =14+17 (нс) =31с.

Задержка переключения счетчика по входу «R» (Tпер.R) равна tзд.(КР1533ТМ8) по входу «R» + 2*tзд.(КР1533ЛИ1) +время предустановки сигналов на входах «D» микросхемы DD1 относительно переднего фронта сигнала «С» =23+2*14+10 (нс) =61 нс.

Задержка переключения счетчика по входу «С» (Tпер.С) равна tзд(КР1533ТМ8) по входу «С» +2* tзд.(КР1533ЛИ1) + время предустановки сигналов на входах «D» микросхемы DD1 относительно переднего фронта сигнала «С» =17+2*14+10 (нс) =55 нс.

Построение кольцевого счетчика на базе сдвигового регистра, построенного на D-триггерах

Так как длина нашей последовательности равна 21, то для построения такого счётчика нам понадобится 4 корпуса ИМС КР1533ТМ9, которая представляет собой шесть триггеров D -типа с прямыми выходами, что соответствует длине нашей последовательности. Схема приведена на рисунке 11.

Другие стьтьи в тему

Радиолокатор. Радиолокационные станции
В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаю .

Радиопередатчик подвижной связи с угловой модуляцией
Формирование радиочастотных сигналов, имеющих заданные временные, спектральные и энергетические характеристики, их последующая передача по специальным направляющим электромагнитным системам или через свободное пространство к потребителю осуществляется с помощью радиопередающего .

Счетчики

Содержание главы:

  • Двоичный счетчик.
  • Десятичный счетчик.
  • Цифровой частотомер.
  • Кольцевые счетчики.
  • Счетчик Джонсона.

Двоичный счетчик. . Действие четырехразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис. 1) поясняют временные диаграммы (рис. 2), из которых следует,


Рисунок 2. Двоичный счетчик. Временные диаграммы.

что до прихода первого импульса все триггеры находились в нулевом состоянии. Срез первого импульса переключает нулевой триггер в единичное состояние. Затем срез второго импульса переключает его в нулевое состояние и т. д. Триггер под номером 1 переключается срезом импульса с выхода триггера 0 и т. д. Из временных диаграмм видно, что частота следования импульсов каждым триггером делится на 2. После прихода шестнадцати импульсов все четыре триггера находятся в таком же состоянии, как и до прихода первого импульса. Наблюдая состояние выходов Q, Q1, Q2 и Q3 можно судить о том, сколько пришло импульсов. Например, при нуле импульсов Q = Q1 = Q2 = Q3= 0. После прихода пятнадцати импульсов Q = Q1 = Q2 = О3= 1. В первом случае это соответствует записи числа 0 в виде 0000, а во втором — записи числа 15 в виде 1111. После прихода восьми импульсов Q=Ql=Q2=0 и Q3=1. Следовательно, числа записываются в обратном порядке — последний разряд является высшим. В интегральном исполнении выпускаются 4-, 8- и 12-разрядные счетчики. Счетчики одновременно являются и делителями частоты в 2n раз, где n — число разрядов. Описанный выше счетчик называется асинхронным или последовательным. В нем каждый последующий каскад считает после предыдущего.

Читайте так же:
Блокинг генератор для счетчика гейгера

Десятичный счетчик. . Десятичный счетчик состоит из декадных счетчиков, причем число декадных счетчиков равно максимальному разряду десятичных чисел, которые счетчик может считать. Каждый декадный счетчик является двоично-десятичным. Он считает в двоично-десятичном коде от 0 до 10. При поступлении на вход декадного счетчика десятого импульса все его выходы устанавливаются в нулевое состояние. Схема декадного счетчика показана на рис. 3, а временные диаграммы — на рис. 4.



Рисунок 4. Двоичный счетчик. Временные диаграммы.

Благодаря обратной связи инвертирующего выхода третьего триггера со входом первого триггера на входе первого триггера J = Q3 = 1, пока не пришел и не закончился восьмой импульс. После окончания восьмого импульса Q3 = 0. В соответствии с таблицей состояний JK-триггера выход первого триггера (на рис. 3 второй справа) Q1 = 0, так как для него J = Q3 = 0; К = 1. Второй триггер (на рис. 3 а третий справа) является Т-триггером, так как у него J = К = 1 = const, и управляется он срезом импульса Q1. В соответствии с временными диаграммами (рис. 4) его переключение произойдет лишь после 14-го импульса. Третий триггер имеет J = J1 = J2 = 0; К = K1 = К2 = 1. По окончании десятого импульса он переключается в нулевое состояние срезом импульса Q. Из временных диаграмм видно, что после десятого импульса выходы всех триггеров находятся в нулевом состоянии. Если выход Q3 подать на вход С нулевого триггера следующего декадного счетчика, то на выходе этого триггера Q становится равным 1 по окончании импульса Q3 первого декадного счетчика. Очевидно, что первый декадный счетчик считает единицы, а второй — десятки.

Цифровой частотомер. . Одним из важных применений десятичного счетчика является цифровой частотомер. Он работает следующим образом. Обычное гармоническое колебание, частота которого измеряется, превращается в колебание в виде прямоугольной волны. Для этого гармоническое колебание усиливается и ограничивается. Прямоугольная волна подается на десятичный счетчик, считающий в течение 1 с или другого отрезка времени, кратного 1 с. Число прямоугольных импульсов, сосчитанных счетчиком за 1 с, равно измеряемой частоте. Точность частотомера зависит от точности временного интервала, в течение которого ведется счет прямоугольных импульсов. Поэтому в качестве временного интервала используется полу период колебания, полученного в результате деления частоты генератора, стабилизированного кварцем.

Кольцевые счетчики. . Кольцевые счетчики — это замкнутые «в кольцо» регистры сдвига, состояния триггеров в которых изменяются под воздействием входных сдвигающих импульсов. В простейшем случае по кольцу циркулирует одна кодовая единица, так что коэффициент пересчета счетчика равен числу входящих в него триггеров. Схема подобного кольцевого счетчика, построенного на рассмотренном в главе Регистры регистре К155ИР1, показана на рис. 5, а.

Выход Q4 последнего триггера соединен со входом регистра I, благодаря чему и образуется кольцевое соединение триггеров. Начальная установка триггеров счетчика производится при V=l подачей импульса на вход C1. Поскольку на вход D1 подан потенциал 1, а на входы D2-D4-потенциал 0, то при этом первый триггер установится в 1, а остальные в 0. Счетный режим в данном случае реализуется при V=0 и подаче входных импульсов на вход С2. В этом случае триггеры последовательно принимают состояния 1000, 0100, 0010, 0001 и далее цикл снова повторяется. Таким образом, после прихода четырех входных импульсов счетчик возвращается в исходное состояние. Это и означает, что коэффициент пересчета счетчика равен четырем. Для увеличения коэффициента пересчета можно увеличивать число разрядов в кольце или соединять счетчики последовательно. В частности, счетчик на 10 может быть получен путем последовательного соединения одного счетного триггера и кольцевого счетчика на 5. Неприятной особенностью подобных кольцевых счетчиков является то, что сбои, вызванные лишними или не достающими кодовыми единицами в кольце, несамоустранимы. Действительно, если, например, под воздействием импульса помехи триггер, находившийся в состоянии «1», перейдет в «0», то все триггеры в кольце окажутся в нулевом состоянии и счетные импульсы не будут изменять состояния счетчика. Подобные сбои могут быть устранены только повторной начальной установкой триггеров счетчика. Одним из методов борьбы с подобными сбоями является введение в счетчик логической цепи, разрешающей запись единицы в первый триггер только тогда, когда все остальные триггеры находятся в нуле (рис. 5, б). Все то время, пока хотя бы один триггер регистра находится в единице, на выходе цепи ИЛИ-НЕ будет существовать потенциал «нуль». Когда под воздействием счетных импульсов все триггеры установятся в нуль, на выходе этой цепи появится единица. Очередной тактовый импульс установит в единицу первый триггер, и таким образом снова начнется цикл продвижения единицы по разрядам регистра. Подобный кольцевой счетчик имеет коэффициент пересчета на единицу больше числа разрядов используемого регистра. В частности, в счетчике рис. 5, 6 коэффициент пересчета равен пяти. С выхода ячейки ИЛИ-НЕ в данном случае можно снимать сигнал, как бы соответствующий пятому триггеру в кольце (Q5). Заметим, что если в схеме рис. 5,6 использовать вместо ячейки ИЛИ-НЕ ячейку И-НЕ, то счетчик так-же будет иметь коэффициент пересчета пять, но по кольцу будет циркулировать не единица, а нуль.

Читайте так же:
Счетчик сэт 4тм с gsm модемом

Счетчик Джонсона. . Так часто называют кольцевой счетчик, который тоже строится на основе замкнутого регистра сдвига, но с одной перекрестной (инверсной) связью. На рис. 6 показана схема построенного таким путем счетчика, имеющего коэффициент пересчета 10.

Рисунок 6. Схема счетчика Джонсона.

Здесь регистр сдвига К155ИР1 дополнен D-триггером. Вход D-триггера соединен с выходом четвертого разряда регистра, а на информационный вход I регистра подан сигнал не с прямого, а с инверсного выхода этого триггера. За счет этого и реализуется перекрестная связь в кольце. В отличие от простейших кольцевых счетчиков счетчик Джонсона имеет коэффициент пересчета вдвое больший числа составляющих его триггеров. В частности, счетчик рис. 6 под воздействием счетных импульсов n последовательно проходит следующие состояния:

nQ1Q2Q3Q4Q5
11
211
3111
41111
511111
61111
7111
811
91

Как видно, при счете сначала от первого разряда до последнего распространяется волна единиц, а затем волна нулей. В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, возможны сбои в виде лишних волн нулей или единиц. Для предотвращения их в десятичном счетчике простая цепь связи инверсного выхода последнего и входа первого разряда I=Q5 может быть заменена логической ячейкой, реализующей функцию I=Q1Q4+Q5. Связи, соответствующие этой ячейке, показаны штриховыми линиями на рис. 6. Подобная ячейка обеспечивает переход счетчика под воздействием входных импульсов из любой запрещенной комбинации в одну из разрешенных. На основе регистра с одной перекрестной связью может быть построен счетчик с любым четным коэффициентом пересчета. Если же нужен нечетный коэффициент пересчета 2N-1, то используется N-разрядный регистр сдвига, но на вход 1-го разряда подается сигнал не QN, a QNQN-i. При этом по сравнению с обычным счетчиком Джонсона пропускается одна кодовая комбинация, полностью составленная из нулей.

Счетчики

Содержание главы:

  • Двоичный счетчик.
  • Десятичный счетчик.
  • Цифровой частотомер.
  • Кольцевые счетчики.
  • Счетчик Джонсона.

Двоичный счетчик. . Действие четырехразрядного двоичного счетчика на JK-триггерах (рис. 1) поясняют временные диаграммы (рис. 2), из которых следует,


Рисунок 2. Двоичный счетчик. Временные диаграммы.

что до прихода первого импульса все триггеры находились в нулевом состоянии. Срез первого импульса переключает нулевой триггер в единичное состояние. Затем срез второго импульса переключает его в нулевое состояние и т. д. Триггер под номером 1 переключается срезом импульса с выхода триггера 0 и т. д. Из временных диаграмм видно, что частота следования импульсов каждым триггером делится на 2. После прихода шестнадцати импульсов все четыре триггера находятся в таком же состоянии, как и до прихода первого импульса. Наблюдая состояние выходов Q, Q1, Q2 и Q3 можно судить о том, сколько пришло импульсов. Например, при нуле импульсов Q = Q1 = Q2 = Q3= 0. После прихода пятнадцати импульсов Q = Q1 = Q2 = О3= 1. В первом случае это соответствует записи числа 0 в виде 0000, а во втором — записи числа 15 в виде 1111. После прихода восьми импульсов Q=Ql=Q2=0 и Q3=1. Следовательно, числа записываются в обратном порядке — последний разряд является высшим. В интегральном исполнении выпускаются 4-, 8- и 12-разрядные счетчики. Счетчики одновременно являются и делителями частоты в 2n раз, где n — число разрядов. Описанный выше счетчик называется асинхронным или последовательным. В нем каждый последующий каскад считает после предыдущего.

Десятичный счетчик. . Десятичный счетчик состоит из декадных счетчиков, причем число декадных счетчиков равно максимальному разряду десятичных чисел, которые счетчик может считать. Каждый декадный счетчик является двоично-десятичным. Он считает в двоично-десятичном коде от 0 до 10. При поступлении на вход декадного счетчика десятого импульса все его выходы устанавливаются в нулевое состояние. Схема декадного счетчика показана на рис. 3, а временные диаграммы — на рис. 4.

Читайте так же:
Счетчики жидкостные alfons haar



Рисунок 4. Двоичный счетчик. Временные диаграммы.

Благодаря обратной связи инвертирующего выхода третьего триггера со входом первого триггера на входе первого триггера J = Q3 = 1, пока не пришел и не закончился восьмой импульс. После окончания восьмого импульса Q3 = 0. В соответствии с таблицей состояний JK-триггера выход первого триггера (на рис. 3 второй справа) Q1 = 0, так как для него J = Q3 = 0; К = 1. Второй триггер (на рис. 3 а третий справа) является Т-триггером, так как у него J = К = 1 = const, и управляется он срезом импульса Q1. В соответствии с временными диаграммами (рис. 4) его переключение произойдет лишь после 14-го импульса. Третий триггер имеет J = J1 = J2 = 0; К = K1 = К2 = 1. По окончании десятого импульса он переключается в нулевое состояние срезом импульса Q. Из временных диаграмм видно, что после десятого импульса выходы всех триггеров находятся в нулевом состоянии. Если выход Q3 подать на вход С нулевого триггера следующего декадного счетчика, то на выходе этого триггера Q становится равным 1 по окончании импульса Q3 первого декадного счетчика. Очевидно, что первый декадный счетчик считает единицы, а второй — десятки.

Цифровой частотомер. . Одним из важных применений десятичного счетчика является цифровой частотомер. Он работает следующим образом. Обычное гармоническое колебание, частота которого измеряется, превращается в колебание в виде прямоугольной волны. Для этого гармоническое колебание усиливается и ограничивается. Прямоугольная волна подается на десятичный счетчик, считающий в течение 1 с или другого отрезка времени, кратного 1 с. Число прямоугольных импульсов, сосчитанных счетчиком за 1 с, равно измеряемой частоте. Точность частотомера зависит от точности временного интервала, в течение которого ведется счет прямоугольных импульсов. Поэтому в качестве временного интервала используется полу период колебания, полученного в результате деления частоты генератора, стабилизированного кварцем.

Кольцевые счетчики. . Кольцевые счетчики — это замкнутые «в кольцо» регистры сдвига, состояния триггеров в которых изменяются под воздействием входных сдвигающих импульсов. В простейшем случае по кольцу циркулирует одна кодовая единица, так что коэффициент пересчета счетчика равен числу входящих в него триггеров. Схема подобного кольцевого счетчика, построенного на рассмотренном в главе Регистры регистре К155ИР1, показана на рис. 5, а.

Выход Q4 последнего триггера соединен со входом регистра I, благодаря чему и образуется кольцевое соединение триггеров. Начальная установка триггеров счетчика производится при V=l подачей импульса на вход C1. Поскольку на вход D1 подан потенциал 1, а на входы D2-D4-потенциал 0, то при этом первый триггер установится в 1, а остальные в 0. Счетный режим в данном случае реализуется при V=0 и подаче входных импульсов на вход С2. В этом случае триггеры последовательно принимают состояния 1000, 0100, 0010, 0001 и далее цикл снова повторяется. Таким образом, после прихода четырех входных импульсов счетчик возвращается в исходное состояние. Это и означает, что коэффициент пересчета счетчика равен четырем. Для увеличения коэффициента пересчета можно увеличивать число разрядов в кольце или соединять счетчики последовательно. В частности, счетчик на 10 может быть получен путем последовательного соединения одного счетного триггера и кольцевого счетчика на 5. Неприятной особенностью подобных кольцевых счетчиков является то, что сбои, вызванные лишними или не достающими кодовыми единицами в кольце, несамоустранимы. Действительно, если, например, под воздействием импульса помехи триггер, находившийся в состоянии «1», перейдет в «0», то все триггеры в кольце окажутся в нулевом состоянии и счетные импульсы не будут изменять состояния счетчика. Подобные сбои могут быть устранены только повторной начальной установкой триггеров счетчика. Одним из методов борьбы с подобными сбоями является введение в счетчик логической цепи, разрешающей запись единицы в первый триггер только тогда, когда все остальные триггеры находятся в нуле (рис. 5, б). Все то время, пока хотя бы один триггер регистра находится в единице, на выходе цепи ИЛИ-НЕ будет существовать потенциал «нуль». Когда под воздействием счетных импульсов все триггеры установятся в нуль, на выходе этой цепи появится единица. Очередной тактовый импульс установит в единицу первый триггер, и таким образом снова начнется цикл продвижения единицы по разрядам регистра. Подобный кольцевой счетчик имеет коэффициент пересчета на единицу больше числа разрядов используемого регистра. В частности, в счетчике рис. 5, 6 коэффициент пересчета равен пяти. С выхода ячейки ИЛИ-НЕ в данном случае можно снимать сигнал, как бы соответствующий пятому триггеру в кольце (Q5). Заметим, что если в схеме рис. 5,6 использовать вместо ячейки ИЛИ-НЕ ячейку И-НЕ, то счетчик так-же будет иметь коэффициент пересчета пять, но по кольцу будет циркулировать не единица, а нуль.

Читайте так же:
Сколько платить по общему счетчику

Счетчик Джонсона. . Так часто называют кольцевой счетчик, который тоже строится на основе замкнутого регистра сдвига, но с одной перекрестной (инверсной) связью. На рис. 6 показана схема построенного таким путем счетчика, имеющего коэффициент пересчета 10.

Рисунок 6. Схема счетчика Джонсона.

Здесь регистр сдвига К155ИР1 дополнен D-триггером. Вход D-триггера соединен с выходом четвертого разряда регистра, а на информационный вход I регистра подан сигнал не с прямого, а с инверсного выхода этого триггера. За счет этого и реализуется перекрестная связь в кольце. В отличие от простейших кольцевых счетчиков счетчик Джонсона имеет коэффициент пересчета вдвое больший числа составляющих его триггеров. В частности, счетчик рис. 6 под воздействием счетных импульсов n последовательно проходит следующие состояния:

nQ1Q2Q3Q4Q5
11
211
3111
41111
511111
61111
7111
811
91

Как видно, при счете сначала от первого разряда до последнего распространяется волна единиц, а затем волна нулей. В счетчике Джонсона, как и в других кольцевых счетчиках, возможны сбои в виде лишних волн нулей или единиц. Для предотвращения их в десятичном счетчике простая цепь связи инверсного выхода последнего и входа первого разряда I=Q5 может быть заменена логической ячейкой, реализующей функцию I=Q1Q4+Q5. Связи, соответствующие этой ячейке, показаны штриховыми линиями на рис. 6. Подобная ячейка обеспечивает переход счетчика под воздействием входных импульсов из любой запрещенной комбинации в одну из разрешенных. На основе регистра с одной перекрестной связью может быть построен счетчик с любым четным коэффициентом пересчета. Если же нужен нечетный коэффициент пересчета 2N-1, то используется N-разрядный регистр сдвига, но на вход 1-го разряда подается сигнал не QN, a QNQN-i. При этом по сравнению с обычным счетчиком Джонсона пропускается одна кодовая комбинация, полностью составленная из нулей.

Кольцевой счетчик

­Очень часто в кольцевом счетчике циркулирует только одна единица, которая появляется на выходах триггеров с задержкой на один период тактовых импульсов. Единица вводится в первый триггер по входу одновременно с установкой нуля остальных триггеров по входам от одного и того же сигнала. Дешифрование состояний такого счетчика, число которых равно, осуществляется очень легко, так как для этого не требуется никаких дополнительных элементов. Если вход первого триггера соединить не с выходом, а с выходом последнего триггера, получится счетчик Джонсона. При числе триггеров, равном, число состояний этого счетчика равно 2. Следовательно, если нам нужен счетчик с коэффициентом пересчета, для этого потребуется всего пять триггеров. Если принять, что 1 соответствует точке, а 0 — тире, то эта таблица совпадает с таблицей цифр в азбуке Морзе. Во время работы обычного кольцевого счетчика и счетчика Джонсона может происходить потеря информации под действием импульсных помех. Для того в чтобы не было необходимости в повторном вводе, используют методы (с применением логических элементов и обратных связей) восстановления (самокоррекции, самостартирования) информации, которое осуществляется за и или, соответственно, 2п импульсов. Для этой цели служит дополнительная обратная связь с выхода предпоследнего триггера первого триггера.

Второе назначение кольцевого счетчика — работа в качестве генератора различных кодовых последовательностей. С помощью триггеров можно получить последовательности с максимальной длительностью. Формируемые последовательности определяются обратными связями, в которых чаще всего применяются логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Приведем здесь только один пример: с помощью схемы генерируется кодовая последовательность 011010. На временной диаграмме видно, как после начала подачи импульсов на вход в зависимости от уровня сигнала V постепенно формируется указанная кодовая последовательность. В качестве выхода схемы может служить какой-либо из выходов трех триггеров или даже выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (разумеется, кодовые последовательности на разных выходах будут смещены по фазе друг относительно друга).

Это интересно: как не парадоксально звучат следующие слова, но современным и оригинальным украшением любого интерьера будет резьба по дереву, изделия из этого материала набирают всё большую популярность среди городских жителей, ведь как ни что другое способны подчеркнуть тепло и уют любого дома. ­

Наша продукция

  • РМТР II
  • ЛПР 2893
  • ФР 33
  • МТЛ 394
  • ФТК 93
  • ГЧВФС 8320
  • Главная
  • Продукция
  • Прайс-лист
  • Контакты
  • Регистрация
  • RU
  • EN
  • Опросы
  • Диоды
  • Регистрация
  • Цифровая техника
  • Забыли пароль?
  • Измерительная техника
  • Версия для КПК
  • Термогигрометры
  • Карта сайта
  • Газоанализаторы
  • Разное
  • Генераторы
  • Радиотехника
  • Интересное
  • Позновательно
  • Жизненно
  • Злободневно
  • Актуально
  • Полезно
  • Развивающее
  • Услуги/Товары
  • Полезные устройства
  • Информация
  • Дело техники

Адрес:
Москва, Сокольническая пл. 4А

© ООО «НТ технологии»
Тел: 8 (495) 617-01-91
Copyright © 2005-2013 Все права защищены.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector