Двоичный счетчик

Двоичный счетчик может подсчитывать события или использоваться для заданных интервалов времени. Их основная задача – перевести сигналы, получаемые от внешних устройств в понятное для микросхем и прочей цифровой техники, двоичное счисление. Таким образом счетчик выполняет двойную функцию: учет сигналов и формование выходного сигнала, которой фактически преобразовывает внешние указатели на цифровой двоичный код.

Разновидностей таких счетчиков, которые составляют основу микропроцессорной техники, построенной на принципе преобразования сигналов в управляемую и читаемую последовательность, много. Но их принцип действия тот же, что у самого простой разновидности двоичных счетчиков.

Работа двоичного счетчика: цикл работы

Счетчик принимает входные импульсы, которые обычно подаются на вход в виде тактовых сигналов. Работа счетчика будет выполняться в виде отсчета импульсов до установленного уровня. После этого повторяется цикл подсчета, но только если выполняется несколько обязательных условий:

• есть питание для работы счетчика;
• таковые импульсы регулярно поступают на вход;
• не сработала система сброса подсчета.

Последовательность в двоичном коде, которая является продуктом работы счетчика – это данные, необходимые для обработки. 

Счетчик состоит из цепочки триггеров типа JK, Т или D, каждый из которых запускает последующий. Стартовый сигнал на входе триггера низкий. Поэтому сигнал выхода – высокий. Этот высокий сигнал подается обратно на вход, но не регламентирует никакого действия, пока фронт следующего тактового импульса не перепишет высокое состояние входа на новый выход.

Двоичные счетчики используется чаще других разновидностей отдельных счетчиков, а выход, который получают из такого счетчика – это кодированный сигнал в двоичной расшифровке принятых на вход действий устройств или датчиков. Если счетчик имеет коэффициент пересчета 8, для выхода потребуются элемента в пересчете на двоичную систему цифр от нуля до семи:

• 000;
• 001;
• 010;
• 011;
• 100; 
• 101;
• 110;
• 111.

Есть и более сложные конфигурации таких счетчиков, которые представляют пересчет на большее количество коэффициента и более сложные схемы упорядочивания полученных каскадов данных. Но все они базируются на базовом принципе работы двоичного счетчика сигналов и их конвертации. Чем сложнее выход, тем обычно мощнее и продуктивнее должна быть система для обработки, чтобы можно было отследить весь поток поступаемой информации и выполнить алгоритмы действий для ускорения ответной реакции на поступающий насыщенный информацией, сигнал.

Если раньше счетчики обычно были отдельными компонентами электронных микросхем, то сейчас их на микропроцессорном уровне встраивают в системы управления и координации работы устройств.

Особенность работы счетчиков: работа по фронту или спаду сигнала

Счетчик работает в двух режимах – с запуском по фронту, либо по спаду тактового входного сигнала. Состояние сигнала также влияет на схему работы счетчика и всегда отвечает или высокому или низкому сигналу, то есть или единице или нулю.

Для асинхронных счетчиков используется запуск по спаду сигнала, для того чтобы конечный выход одного счетчика мог стать тактовым входом для следующего. 

Запуск синхронных счетчиков, обычно выполняют по фронту тактового импульса. При каскадном соединении нескольких синхронных счетчиков все они должны подключаться к общему источнику тактового сигнала.

Применение двоичных счетчиков

Несмотря на то, что в бытовой и компактной электронике эти устройства не используют, в промышленном сегменте, такая электроника применяется для управления шаговыми двигателями и другими устройствами, где требуется точный подсчет тактов. Также часто применяют такие отдельные счетчики на базе монтажной платы для учебных и исследовательских целей.