Лекция 10 Счётчики

• В лекции обсуждается тема счетчиков, которые являются цифровыми автоматами, предназначенными для подсчета входных импульсов.  

• Счетчики имеют ряд параметров, таких как разрядность, направление счета, шаг счета, модуль счета и способ организации межразрядных связей.  

• Счетчики классифицируются по разрядности, направлению счета, шагу счета, модулю счета и способу организации межразрядных связей.  

• Различают счетчики с последовательным, параллельным и комбинированным переносом.  

• Рассматриваются примеры определения модуля счета для разных счетчиков с разными параметрами.  

• Гибридные решения, такие как счетчики с комбинированным последовательно-параллельным переносом, позволяют смягчить недостатки обоих подходов.  

• Счетчики можно построить на любых триггерах с динамической синхронизацией, но удобнее использовать Т-триггеры и Д-триггеры.  

• Видео переходит к обсуждению многоразрядных счетчиков, которые могут иметь до четырех разрядов.  

• Рассматривается пример четырехразрядного суммирующего счетчика на т-триггерах с последовательным переносом.  

• Видео переходит к рассмотрению вычитающих счетчиков, которые используются для вычитания значений из счетчика.  

• Рассматривается пример четырехразрядного вычитающего счетчика на т-триггерах с последовательным переносом.  

• Видео завершается обсуждением достоинств и недостатков счетчиков с последовательным и параллельным переносом.  

• Подчеркивается, что счетчики с последовательным переносом имеют более простую структуру, но работают медленнее, чем счетчики с параллельным переносом.  

• Каждый триггер счетчика имеет персональную комбинационную схему, которая рассчитывает следующее состояние триггера в зависимости от текущего состояния счетчика.  

• Комбинационные схемы могут быть простыми конъюнкциями или сложными компенсационными схемами, сложность которых возрастает с увеличением разрядности счетчика.  

• Модификация предыдущей схемы для превращения ее в четырехразрядный реверсивный двоичный счетчик с параллельным переносом.  

• Два диагностических выхода: цр (кэрри-перенос) и бр (нулевое состояние).  

• Два входа для выбора направления счета: плюс один и минус один.  

• Определение момента возникновения старшей комбинации (десятичной цифры девять или один ноль, ноль один в двоичной системе).  

• Обнуление состояния счетчика с приходом очередного счетного импульса.  

• Два случая сброса счетчика: вручную и автоматически с помощью схемы сброса.  

• Пример построения счетчика с произвольным постоянным модулем счета.  

• Изменение счетчика для превращения его в двоично-двенадцатиричный счетчик.  

• Автор переходит к рассмотрению задачи синтеза нестандартных счетчиков, где в качестве исходных данных требуется максимальное значение счетчика, шаг счета и направление счета.  

• Затем он рассматривает процесс синтеза на конкретном примере, где максимальное значение счетчика равно девяти, шаг счета равен трем, а направление счета - сложение.  

• Автор описывает динамику работы счетчика в виде таблицы переходов состояний, где в левой части таблицы представлены текущие состояния счетчика, а в правой части - состояния, которые должны быть сформированы в следующий момент времени.  

• Автор переходит к процессу минимизации логических функций, который включает в себя рассмотрение мднф и мкнф для каждой функции.  

• Он оценивает сложность мднф и мкнф, не прибегая к построению самих формул, и выбирает наиболее рациональный вариант формулы для каждой функции.  

• Автор вычисляет сложность формул для мднф и мкнф, используя количество конъюнкций и дизъюнкций в каждой формуле.  

• Он сравнивает сложность мднф и мкнф и выбирает формулу с меньшей сложностью для использования в синтезе счетчика.  

• Рассматривается процесс минимизации функции куд два от т плюс один на карте Карно.  

• Оценивается сложность построения мднф и мкнф, сложность построения мднф равна 7 логическим функциям, сложность построения мкнф равна 8 логическим функциям.  

• Оценивается сложность построения мднф и мкнф для ку один от т плюс один, сложность построения мднф равна 7 логическим функциям, сложность построения мкнф равна 8 логическим функциям.  

• Функция ку ноль от т плюс один является инверсией функции ноль от т, поэтому не требует минимизации.  

• Построена схема четырехразрядного суммирующего счетчика на д-триггерах.  

• Рассмотрена управляющая логика на основе преобразователя кодов и т-триггеров.  

• Построена таблица управления т-триггерами на основе таблицы переходов.  

• Минимизация функций для т-триггеров аналогична минимизации функций для д-триггеров.  

• Рассматривается процесс минимизации управляющей логики для переключения старшего т-триггера, имеющего индекс три.  

• Предварительная оценка сложности построения мднф и мкнф оказалась одинаковой, поэтому выбираем для построения мднф.  

• Рассматривается процесс минимизации управляющей логики для переключения второго т-триггера.  

• Сложность получаемых формул одинаковая, выбираем для построения формулу мднф.  

• Рассматривается процесс минимизации управляющей логики для переключения третьего т-триггера.  

• Управляющая логика для младшего т-триггера должна быть всегда равна единице.  

• Выведены все необходимые формулы для построения схемы счетчика.  

• Схема счетчика на т-триггерах с оптимизированной логикой управления похожа на схему оптимального счетчика на д-триггерах.  

• Подсчитана суммарная сложность логических выражений для счетчика на деттригерах и счетчика на тэ-триггерах.  

• Для тех исходных данных, которыми задались для демонстрации, схема счетчика на тэ-триггерах является более рациональной.