Счётчик (электроника)

Счётчик (электроника)

Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

Основной параметр счётчика — модуль счёта — максимальное число единичных сигналов, которое может быть сосчитано счётчиком. Счётчики обозначают через СТ (от англ. counter).

Параллельный регистр

Схема соединения триггеров в параллельном регистре

В данном типе регистров триггеры соединены параллельно, то есть каждый внутренний триггер имеет свой вход D и свой выход Q, которые не зависят от других триггеров, а также вход С, который называется тактовым входом и для всех входящих в регистр триггеров он является общим. Параллельные регистры бывают двух типов:

• тактируемые регистры, которые срабатывают по фронту сигнала управления (вход С);
• стробируемые регистры, которые срабатывают по уровню входного сигнала (вход С);

Наибольшее распространение получили тактируемые параллельные регистры.

Регистры, срабатывающие по фронту сигнала

Данные типы регистров практически ничем не отличаются от D триггеров. Напомню, что на выходе Q устанавливается такой уровень напряжения, который был на входе D, в момент положительного фронта тактового сигнала на входе С. Так как регистр состоит из нескольких D триггеров, то и количество (4,6,8,16) запоминаемых сигналов (бит) у регистра больше.

Параллельные регистры, срабатывающие по фронту импульса.

Большинство регистров восьмибитные и в основном различаются отсутствием или наличием инверсии сигнала на выходе, входом сброса (R), входом разрешения записи (WE), типом выходов (2C или 3C) и входом EZ. Таблицы истинности тактируемых регистров практически не отличаются от таблицы истинности D триггеров и имеют следующий вид

Таблица истинности регистра с входом разрешения записи WE

Основное применение регистры с тактируемым входом нашли в схемах где необходимо хранить некоторый код в течении необходимого времени, а по фронту импульса на тактовом входе С выдавать на выходы Q.

Регистры, срабатывающие по уровню сигнала

Данные типы регистров являются как бы гибридом между буфером и регистром (ещё такие регистры называют регистры-защёлки, англ. Latch). Принцип работы данных регистров состоит в следующем: когда на стробирующем входе высокий логический уровень, сигнал поступает с входов на выходы регистра, а если на стробирующем входе низкий уровень сигнала, регистр переходит в режим хранения последнего из пропущенных значений входного сигнала. Регистры-защелки не очень распространены из-за своего специфического характера работы, но в некоторых случаях удобнее, регистров срабатывающих по фронту сигнала на тактовом входе. Типичный представитель параллельных регистров срабатывающих по уровню стробирующего сигнала, является микросхема К555ИР22, которая представляет собой восьмиразрядный параллельный регистр, со стробирующим входом С и выходами с тремя состояниями (3С).

Регистр, срабатывающий по уровню входного стробирующего сигнала К555ИР22.

Таблица истинности стробируемого регистра

Данные типы регистров применяются в схемах, где необходимо запомнить на какое-то время входной сигнал, а всё остальное время транслировать на выход схемы входной сигнал. Данный функционал очень часто необходим, например, при построении устройств сопряжения с портами персонального компьютера. Стробируемый регистр продлевает на некоторое время входной код, а остальное время работает как буфер или повторитель.

Как работает D-триггер

Входы D-триггера разделяются на информационные (управляющие) и вспомогательные. Последние предназначены синхронизировать работу устройства. Первые устанавливают на входе определённую комбинацию двоичных чисел, которая будет учитываться при формировании выходного сигнала. Управляет логикой работы тактовый сигнал. Именно он определяет момент срабатывания триггера, а от его характеристик зависит состояние выходного сигнала.

D-триггер называют еще триггером задержки, поскольку он способен задерживать входной информационный сигнал на один такт. Время задержки определяется частотой импульсов синхронизации. Если информационный сигнал изменится, то выходной повторит его изменение, но лишь после того как тактовый сигнал примет значение, равное единице. Пока его значение будет оставаться нулевым, сигнал на выходе меняться не будет.

Работа любого D-триггера отражается в таблице истинности. Как видим, таблица истинности статического D-триггера достаточно простая. Она показывает, что нулевое значение управляющего сигнала обеспечивает хранение предыдущего значения сигнала на выходе на протяжении любого нужного периода времени. На практике речь идёт о том времени, когда к устройству подключено электропитание.

В представленной таблице истинности приведена информация о срабатывании D-триггера при значении C = 1. На практике применяется ещё один вариант, когда срабатывание происходит по переднему фронту импульса. То есть, выходное значение становится равным входному в тот момент, когда значение управляющего импульса меняется с нуля на 1. Логический элемент, в котором используется управление по уровню напряжения, называется статический D-триггер, а по фронту — динамический.

Когда применяется управление по фронту, срабатывание происходит при изменении управляющего значения. Может применяться два варианта — по переднему фронту или по заднему. При использовании первого варианта значение меняется с 0 на 1, второго — с 1 на 0.

Помимо таблицы, для описания работы логических элементов используются еще временные диаграммы.

1. Лабиринт Фавна

El laberinto del fauno

• Мексика, Испания, 2006 год.
• Приключенческая драма, фэнтези, ужасы.
• Длительность: 118 минут.
• IMDb: 8,2.

10‑летняя мечтательница Офелия переезжает вместе с мамой к отчиму — жестокому капитану Видалю, который борется с партизанами. Вскоре девочка встречает загадочного Фавна, который открывает ей тайну. На самом деле Офелия — принцесса подземного королевства, потерявшая память. Чтобы вернуться домой, она должна до полуночи выполнить три задания.

Гильермо дель Торо снял сказочную и одновременно жуткую историю, которая напугает даже взрослых. Волшебный мир здесь соседствует с жестокой реальностью времён борьбы с диктатурой Франко. Такой контраст делает впечатление от картины ещё сильнее.

А какие фильмы о параллельных мирах нравятся вам? Любите сказки и мелодрамы или серьёзную фантастику? А может, ваш любимый фильм не попал в этот список? Тогда расскажите о нём в комментариях.