Загальна характеристика лічильників
Двійкові лічильники
План
Тема: ПОСЛІДОВНІ (НАКОПИЧУВАЛЬНІ) ВУЗЛИ СХЕМОТЕХНІКИ ЕОМ
Лекція 6
5.1 Двійкові лічильники
5.1.1 Загальна характеристика лічильників
5.1.2 Двійкові підсумовувальні та віднімальні лічильники
5.1.3 Двійкові реверсивні лічильники
5.2 Регістри
5.2.1 Загальна характеристика регістрів
5.2.2 Установлювальні мікрооперації
5.2.3 Записування інформації
5.2.4 Зчитування інформації
Час:2 год.
Література: [2].
Функціональний типовий вузол комп'ютера, призначений для підрахунку вхідних імпульсів називається лічильником. Лічильник є зв'язаним ланцюгом T-тригерів, які створюють пам'ять із заданим числом сталих станів (рисунок 4.1).
Вхідні імпульси можуть поступати на лічильник як періодично, так і довільно розподіленими в часі. Амплітуда і тривалість рахункових імпульсів повинні задовольняти технічним вимогам серій мікросхем, що використовуються.
Розрядність лічильника п рівна числу Т-тригерів. Кожен вхідний імпульс змінює стан лічильника, який зберігається до надходження наступного сигналу. Значення виходів тригерів лічильника Qn Qn-1.,Q1 відображають результат рахунку в прийнятій системі числення.
Літерами СТ (counter) позначається логічна функція лічильника. Список мікрооперацій лічильника включає попередню установку в початковий стан, інкремент або декремент слова, що зберігається, видачу слів паралельним кодом тощо. Лічильник є одним з функціональних основних вузлів комп'ютера, а також різних цифрових керуючих і інформаційно-вимірювальних систем.
 |
Рис. 4.1. Логічна структура лічильника
Основне застосування лічильників:
· утворення послідовності адрес команд програми (лічильник команд або програмний лічильник);
· підрахунок числа циклів при виконанні операцій ділення, множення, зрушення (лічильник циклів);
· отримання сигналів мікрооперацій і синхронізації; аналого-цифрові перетворення і побудова електронних таймерів (годинника реального часу).
Лічильник характеризується модулем і ємкістю рахунку. Модуль рахування Клчвизначає число станів лічильника. Модуль двійкового n-розрядноголічильника виражається цілим ступенем двійки М = 2n. Післяпідрахування числа імпульсів Nвх=Кдчлічильник повертається в початковий стан. Таким чином, модуль рахування, який часто називають коефіцієнтом перерахування, визначає цикл роботи лічильника, після якого його стан повторюється. Тому число вхідних імпульсів і стан лічильника однозначно визначені тільки для першого циклу.
Ємкість рахування Nmaxвизначає максимальну кількість вхідних імпульсів, яку може зафіксувати лічильник при одному циклі роботи. Ємкість рахування Nmax = Kлч – 1 за умови, що робота лічильника починається з нульового початкового стану.
У лічильниках використовуються три режими роботи: управління, накопичення і ділення. Зчитування інформації в режимі управління проводиться після кожного вхідного рахункового імпульсу, наприклад, в лічильнику адреси команд. У режимі накопичення головним є підрахунок заданого числа імпульсів або рахування протягом певного часу. У режимі ділення (перерахування) основним є зменшення частоти надходження імпульсів в Клчразів. Більшість лічильників можуть працювати в усіх режимах, проте у спеціальних лічильниках-дільниках стану в процесі рахування можуть змінюватися в довільному порядку, що дозволяє спростити схему вузла.
Лічильники класифікують за такими ознаками:
· способом кодування – позиційні і непозиційні;
· модулем рахування – двійкові, десяткові, з довільним постійним або змінним (програмованим) модулем;
· напрямком рахування – прості (що підсумовують, віднімають) і реверсивні;
· способом організації міжрозрядних зв'язків – з послідовним, наскрізним, паралельним і комбінованим перенесеннями (позикою);
· типом використовуваних тригерів – Т, JK,D в рахунковому режимі;
· елементним базисом – потенційні, імпульсні і потенційно-імпульсні.