Счетчик на D-триггере

Сегодня я не буду распространяться о пользе и незаменимости счетчиков в цифровой технике – если вы читаете эту статью, то уже наверняка в этом не сомневаетесь. Поэтому перейдем сразу к делу. Поскольку все цифровые системы работают только с нулями и единичками, то и система счисления у них двоичная, где каждая цифра в числе может принимать лишь 2 значения – «0» или «1». Я не буду сильно вникать в двоичное счисление, просто взглянем на табличку и попробуем уловить связь и отличия двоичной и десятичной систем. Считать будем от 0 до 16:

Десятичная
Двоичная
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
10 1010
11 1011
12 1100
13 1101
14 1110
15 1111

Хорошо видно, что для записи числа «15» в десятичной системе нам понадобилось всего 2  разряда (единицы, десятки), в то время как в двоичной мы использовали аж четыре разряда. Более того, в десятичной системе разряд десятков прослужит нам вплоть до числа «99», тогда как для отображения чисел больше 15 в двоичной системе потребуется дополнительный пятый разряд. Но зато в двоичной системе мы оперировали только цифрами «1» и «0».
А теперь вспомним триггер – ведь от как раз такими цифрами и оперирует – «0» – низкий уровень, «1» – высокий уровень. Теперь отвлечемся и взглянем на двухразрядный делитель частоты из предыдущей статьи:

Двухразрядный счетчик-делитель на D-триггерах

Начнем подавать на его вход импульсы и смотрим на результат:

количество импульсов на входе С
Выход Q1
Выход Q0
0 0 0
1 0 1
2 1 0
3 1 1
4 0 0

Все верно, первый разряд (Q0) делит входную частоту на 2, следующий (Q1) еще на 2, все это мы разобрали в прошлый раз, но интересно не это. Сравните таблицы – наша в точности повторяет первые строки из таблицы систем счисления. Получается наш делитель… считает! Вот только до трех. При четвертом импульсе на входе наши триггеры устанавливаются в «0» и дальше процесс повторится. Почему? Не хватает разрядов? Берем еще один корпус К555ТМ2 и добавляем еще два:

Четырехразрядный счетчик-делитель на D-триггерах

Строим таблицу и получаем точную копию той, что я привел в начале статьи!

количество импульсов на входе С
выход Q3
выход Q2
выход Q1
выход Q0
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 1 0 1 0
11 1 0 1 1
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
14 1 1 1 0
15 1 1 1 1

Таким образом, мы получили двоичный четырехразрядный счетчик, умеющий считать до 15. Чтобы считать дальше, понадобятся еще разряды. Каждый новый разряд (его называют старшим) увеличивает возможности счетчика вдвое. Ну и стоит обратить внимание – чем дальше триггер находится от главного тактового сигнала (того, который мы считаем), тем он «старше». В нашей схеме левый триггер – младший разряд и его выход  всегда имеет порядковый номер «0» (в нашем случае разряд Q0).  Самый правый, четвертый – старший, и это не стоит забывать, когда работаете с двоичными числами – ведь младший разряд в стандартной записи у них самый правый.

При копировании материалов ссылка на сайт обязательна.
Все права защищены. Электронные самоделки © 2014-2017