Классификация счетчиков, сферы применения реверсивных счетчиков
Счетчик – это логическое цифровое устройство, состояние которого циклически повторяется из-за входных импульсов.
Счетчики классифицируются по следующим признакам:
- Способ организации внутренних связей и быстродействие. Согласно данному признаку счетчики делятся на параллельные или синхронные и последовательные или асинхронные.
- Направление счета. Согласно данному признаку счетчики делятся на вычитающие (обратный счет), суммирующие (прямой счет) и реверсивные (возможность изменения направления счета).
- Тип формирования переноса внутри счетчика. Согласно данному признаку счетчики делятся на счетчики с параллельным, последовательным и комбинированным переносом.
Вышеперечисленные признаки классификации счетчиков независимы, поэтому могут встречаться в разных сочетаниях.
Реверсивный счетчик – это счетчик, у которого существуют две цепи переноса: инкрементная и декрементная.
Современные реверсивные счетчики могут использоваться:
- в машиностроении для расчета перемещений, подсчета деталей, расчета длин и т. п.;
- в пищевой промышленности для счета банок, бутылок, пробок и т. п.;
- для подсчета изделий в готовой партии (количество изделий в упаковке, подсчет катушек, подсчет общей длины кабеля и т. п.).
К основным характеристикам современных реверсивных счетчиков относятся стойкость по отношению к воздействию специальных факторов по группам исполнения; диапазон питающего напряжения; предельное напряжение питания; номинальный диапазон рабочих температур счетчика; время задержки распространения сигнала в случае выключения и включения; предельное значение выходного и входного напряжения.
Принцип работы реверсивного счетчика
Реверсивный счетчик объединяет в себе возможности вычитающего и суммирующего счетчиков. Он строится таким образом, чтобы полноценно обеспечивалось управление направлением счета при помощи сигналов сложения и вычитания. Поэтому в схеме реверсивного счетчика должно содержаться дополнительная комбинационная часть, которая выполняет функцию по управлению направления счета. На рисунке ниже представлен пример схемы реверсивного счетчика (четырехразрядный счетчик на Т-триггерах).
Рисунок 1. Схема реверсивного счетчика. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Счетные импульсы сначала поступают на Т-вход триггеров через логические элементы. Для данных импульса в рассматриваемой схеме предусмотрено два входа. В том случае, когда счетчик должен работать в режиме суммирования или прямого счета, входные импульсы должны быть поданы на вход +1. В таком случае открываются верхние логические элементы и счетчик работает в режиме суммирования, подобно счетчику с параллельным переносом. Когда заполняются все разряды счетчика единицами на выходе > 15, то формируется сигнал о переносе на следующее устройство или разряд.
Если необходимо, чтобы счетчик работал в режиме вычитания (обратного счета), то входные импульсы нужно подавать на вход -1. В таком случае открываются нижние логические элементы и счетчик работает в режиме вычитания. Когда нулями заполняются все разряды счетчика на выходе меньше 0, формируется сигнал переноса.
Если рассматриваемый счетчик используется в качестве реверсивного, но с одним источником входных импульсов, в схеме предусматривается внешняя схема коммутации счетных входных импульсов на вход + 1 или вход - 1. На рисунке ниже представлен пример такого счетчика.
Рисунок 2. Счетчик. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Логика работы такого счетчика следующая. Режим сложения достигается благодаря подаче управляющих сигналов Сс = 1, Св = 0, то есть S = 1, R = 0. Триггер осуществляет переход в состояние Q = 1, (0 = 0). Счетные импульсы С0 через логические элементы № 1 поступают на вход +1. Логический элемент № 2 блокирован 0 с выхода Q. Таким образом счетчик работает в режиме сложения входных импульсов. Чтобы обеспечить режима вычитания для рассматриваемого счетчика, необходимо подавать управляющие сигналы Св = 1, Сс = 0, то есть R = 1, a S = 0. В этом случае триггер переходит в состояние Q = 0 (Q = 1), счетные импульсы через логический элементы № 2 поступают на вход -1, а реверсивный счетчик работает в режиме обратного счета и при этом логический элемент № 1 блокирован 0 с выхода Q.
Расширение возможностей реверсивных счетчиков может достигаться благодаря каскадным соединениям - выход предыдущего счетчика >15 соединяется со входом +1 следующего; выход меньше 0 предыдущего счетчика со входом -1 следующего. Старшие разряды восьмиразрядного счетчика снимаются со второго, а четыре младших разряда снимаются с первого. В данном случае имеется возможность организации режима суммирования или вычитания, который начинается с произвольной кодовой комбинации, записанные в счетчике через информационные входы - D. Пример вышеописанного каскадного соединения реверсивных счетчиков изображен на рисунке ниже.
Рисунок 3. Каскадное соединение реверсивных счетчиков. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
