Синхронные счетчики

Сформулируем условия правильной работы схемы.

Во-первых, за период тактового сигнала должен успеть полностью сработать 16-разрядный счетчик, выполненный на четырех микросхемах синхронных счетчиков. То есть сигнал на входы -ECR и -ECT последнего счетчика должны успеть придти до следующего фронта тактового сигнала.

Во-вторых, за период тактового сигнала должна успеть сработать цепочка из инвертора (ЛН1), триггера (ТВ11) и элемента 2И (ЛИ1). Это более мягкое требование, чем предыдущее, если, конечно, взять перечисленные элементы из быстродействующих серий КР531 или КР1531.

Рассмотренный переход на синхронные счетчики позволяет повысить максимальную частоту тактового сигнала генератора прямоугольных импульсов по меньшей мере вдвое (до 20 МГц) по сравнению со схемой на синхронных счетчиках с асинхронным переносом.

Наконец, последнее применение синхронных счетчиков, которое мы рассмотрим, связано с их возможностью параллельной записи по фронту тактового сигнала. То есть 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 (рис. 10.9). Счетчики в данном случае образуют своеобразный многоразрядный сдвиговый регистр.

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.

Рис. 10.9. Последовательное чтение выходного кода многокаскадного счетчика

Рис. 10.10. Последовательная запись в счетчики исходного состояния

И точно такая же последовательная перезапись информации из счетчика в счетчик позволяет с помощью 4-разрядных входных кодов записать исходное состояние нескольких последовательно соединенных счетчиков (рис. 10.10).

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 первого (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 (на рисунке справа) счетчика, а последним — код, предназначенный для младшего (на рисунке слева) счетчика.