Что такое счётчики

Счетчики

Счетчик импульсов — это устройство, предназначенное для подсчета поступающих на его вход электрических импульсов.

Результат подсчета количества импульсов представляется в двоичном коде, т.е. в виде двоичного числа.

Счетчики строятся на базе триггеров. Поскольку один триггер представляет собой один разряд двоичного числа, то для формирования, например, 8-разрядного числа требуется восемь. Триггеры соединяются последовательно, как показано на.

В отличие от сдвиговых регистров в счетчиках импульсы подаются на счетные входы триггеров. Благодаря этому с каждым пришедшим импульсом происходит смена состояния триггера независимо от того, в каком состоянии он перед этим находился. Но на следующий триггер импульс поступает, как и в сдвиговом регистре, только тогда, когда предыдущий триггер переходит из состояния 1 в состояние 0. Сигналы на выходах триггеров формируют двоичное число, значение которого равно количеству поступивших на счетчик импульсов.

Максимальное количество импульсов, которые может сосчитать счетчик, равно количеству его возможных состояний, т. е. количеству различных комбинаций состояний триггеров счетчика. Так, для счетчика с двумя триггерами количество возможных состояний — четыре; они соответствуют двоичным числам на выходе счетчика 00, 01, 10 и 11. При трех триггерах количество состояний — восемь, от 000 до 111. В общем случае, если в счетчике п триггеров, число различных состояний счетчика равно 2". Так, 8- разрядный счетчик позволяет считать до 28 = 256.

В зависимости от того как организованы связи между триггерами, счетчики могут быть суммирующими или вычитающими. Счетчик, показанный суммирующий', количество его раз- личных состояний 24 = 16. Первый триггер, на который поступают входные импульсы, образует младший разряд 4-разрядного двоичного числа на выходе счетчика; последний от входа триггер образует старший разряд.

Как происходит подсчет импульсов? Сначала все триггеры устанавливаются в состояние 0, на выходе счетчика — число 0000. Первый входной импульс переключает триггер младшего разряда в состояние 1, число на выходе счетчика становится 0001. Второй импульс возвращает этот триггер в 0, но такой переход переводит триггер второго разряда в 1; число на выходе — 0010. Третий импульс вновь переводит триггер младшего разряда в 1; при этом триггер второго разряда не меняет своего состояния, число на выходе — 0011. Четвертый импульс триггер младшего разряда в 0, его выходной сигнал переводит триггер второго разряда в 0, а выходной сигнал этого триггера переводит триггер 3-го разряда в 1; число на выходе счетчика — 0100. Пятый импульс переводит младший разряд в состояние 1, не оказывая влияния на другие разряды, число на выходе ^- 0101-

Так происходит до тех пор, пока 15-й импульс не установит счетчик в состояние 1111. Следующий, 16-й, импульс должен бы установить на выходе число 10000, но поскольку в этом счетчике только четыре разряда (четыре триггера), число на выходе соответствует значениям только четырех младших разрядов, т.е. 0000. Таким образом, счетчик возвращается в нулевое состояние и готов к новому счету.

При необходимости принудительной установки счетчика в исходное состояние на него поступает команда «Установка в 0» и во всех разрядах триггеры устанавливаются в состояние 0.

Вычитающий счетчик строится аналогично, но сигнал на триггер более старшего разряда поступает не с инверсного, а с прямого выхода каждого триггера. Триггер каждого разряда изменяет свое состояние, когда предыдущий триггер переходит из состояния 0 в 1. В результате при поступлении на вход счетчика очередного импульса двоичное число на его выходе уменьшается на 1.

Счетчики, которые позволяют производить как суммирование, так и вычитание поступающих импульсов, называются реверсивными. Они имеют или два входа (один — для суммируемых импульсов; другой — для вычитаемых импульсов), или один вход с возможностью переключения счетчика из режима сложения в режим вычитания, и наоборот.

Коммутатор — это электронный или электромеханический переключатель, подключающий в определенном порядке различные электрические цепи к входу или выходу общего для них устройства.

Билет№9

1 Что такое коммутаторы.

Коммутаторы состоят из управляющих элементов и переключающих элементов. Они работают по принципу шаговых устройств: на каждом шаге срабатывает один элемент коммутатора, подключая одну из цепей.

Управляющим элементом коммутатора обычно является параллельный или сдвиговый регистр. Параллельный регистр получает от ЭВМ код номера цепи, которую следует подключить к входу или выходу коммутатора в данный момент. Сдвиговый регистр используют, когда очередность подключения цепей известна заранее. В этом случае сдвиговый регистр закольцовывают, соединяя выход последнего триггера регистра с входом первого.

Бесконтактный коммутатор со сдвиговым регистром (затемненные ключи закрыты)

дат первый триггер в состояние 1. Если теперь подавать на регистр импульсы сдвига, то с каждым импульсом триггеры регистра будут поочередно переходить в состояние 1, т.е. выходной сигнал будет поочередно появляться на всех выходах регистра. В результате электрические цепи будут поочередно подключаться к входу (выходу) коммутатора, причем после подключения последней цепи процесс будет повторяться сначала. Включенный таким образом сдвиговый регистр называется кольцевым счетчиком.

Переключающие элементы могут быть контактными или бесконтактными.

В качестве контактных переключающих элементов чаще всего используют электромагнитные реле, переключающие цепи перемещением подвижных электрических контактов. Реле способны переключать цепи в широком диапазоне токов и напряжений при малой мощности управляющего сигнала. Они незаменимы при коммутации сверхмалых токов (микроамперы) и напряжений (микровольты), поступающих от некоторых видов датчиков. Современные реле малогабаритные, имеют низкую стоимость, работают в широком диапазоне температур. Их недостаток — большая инерционность (время срабатывания — от единиц до сотен миллисекунд).

Значительно большим быстродействием обладают бесконтактные полупроводниковые переключающие элементы — транзисторы и тиристоры (время их переключения составляет микросекунды).

том состоянии. Тиристоры способны переключать очень большие токи (до сотен ампер), но их быстродействие ниже.

приведена схема коммутатора на полевых транзисторах с четырьмя входами и одним выходом, управляемого сдвиговым регистром.

Коммутаторы, содержащие несколько входов и один выход, называются мультиплексорами и используются в автоматических системах обычно для поочередного подключения сигналов От датчиков к входу общего для них усилителя или аналого-цифрового преобразователя. Коммутаторы, имеющие один вход и несколько выходов, называются демультиплексорами и используются для подачи управляющих сигналов на нужный исполнительный механизм.

Поиск по сайту: