Синтез счетчика

Синтезируем счетчик импульсов из блоков, работающих в коде Грея, при числе разрядов в блоке n=3.

Соответствующая таблица 3.1 переходов описывает работу первого блока такого счетчика. Этот блок был синтезирован как распределитель импульсов. Все следующие блоки в предлагаемой структуре построения устройств циклического действия по существу являются также распределителями импульсов, но имеющими много входов, по каждому из которых они переводиться в новое состояние.

Следующий блок должен фиксировать циклы предыдущего блока после воздействия на его вход одного из выходов предыдущего блока. При этом в данном случае выход I8 фиксирует первый цикл первого блока, выход I7 – второй цикл, выход I6 - третий цикл и т.д., выход I2 - седьмой цикл, выход I1 фиксирует исходное состояние блока 1 и блока 2. Описанные изменения состояний четко отображаются в таблице 4.5 переходов, состояния которой закодированы так же, как и в первом блоке.

В соответствии с таблицей 4.5 получены функции переходов триггеров, описывающие цепи, воздействующие на их входы: F(R4), F(S4), F(R5), F(S5), F(R6), F(S6), которые записаны рядом с таблицей 4.5, и построена соответствующая схема рис. 4.3.

Как видно из таблицы второй блок фиксирует семь циклов первого блока и, следовательно, два блока вместе фиксируют 8*7=56 символов в течении общего цикла их работы. То есть общий коэффициент счета двух блоков равен 28 (количество импульсов или пауз в течении одного цикла), коэффициент счета первого блока – 4, второго – 7.

Если наращивать число блоков, то при «n» блоках коэффициент счета будет

К_сч = 4*7^n-1, где n – число блоков.

При использовании обычного счетчика в коде Грея К_сч = 2^n-1, где n- число RS-триггеров. Для получения коэффициента счета 28 необходимо число триггеров n=6 и организацию сброса счетчика в исходное состояние при отсчете 28 импульсов, так как К_сч = 2^6-1 = 32.

Число триггеров одно и тоже, но число входов схем «И» (конъюнкторов) будет равно числу триггеров, то есть шести, и число конъюнкторов значительно возрастёт.

Однородность структуры при изменении коэффициента счета не будет сохраняться. Преимущество многоблочной структуры построения счетчика по описанной методике очевидна.

С целью исключения роста числа вентилей и числа их входов, а также обеспечения однородности структуры можно традиционно соединить блоки счетчиков по рис. 3.1 последовательно друг с другом. Тогда второй блок будет фиксировать циклы первого блока, расходую на фиксацию каждого цикла два состояния вместо одного. Он сможет зафиксировать четыре циклы первого блока, использовав для этого восемь состояний. Коэффициент счета каждого блока будет равен 4, а общий коэффициент счета будет 4*4 = 16.

Эти два варианта структуры с двумя блоками (структура с блоком 1 по рис. 3.1 и блоком 2 по рис. 4.3, объединенными по предложенному здесь принципу, с одной стороны, и структура из двух блоков по рис. 3.1, объединенными традиционным способом с помощью одного входа и одного выхода, с другой стороны) имеют полностью совпадающий состав элементов, но первая структура имеет коэффициент счета 28, а вторая 16. Кроме того, первая структура имеет большее быстродействие.