На основі JK-тригерів та D-тригерів можна побудувати схеми, що здійснюють так званий рахунковий режим. Такі схеми називають Т-тригерами або рахунковими тригерами, пов'язуючи з цим спосіб їх функціонування.
На рис. 16 представлені схеми організації Т-тригера на основі JK і D-тригерів. Лічильний режим ілюструється тимчасовими діаграмами рис. 17.
В JK-тригері з входами установки логічним нулем рахунковий режим реалізується шляхом подачі констант J = K = 1 і R = S = 1 і вхідного сигналу Т на вхід С. Відповідно до таблиці функціонування при кожному негативному перепаді вхідного сигналу Т стан тригера змінює своє значення на протилежне.
У D-тригері лічильний режим реалізується за допомогою зворотного зв'язку (на вхід D подається сигнал з інверсного виходу). Таким чином, завжди існує нерівність сигналу на вході D і сигналу на виході Q. якщо Q = 1, D = 0. Отже, при кожному позитивному перепаді сигналу на рахунковому вході С, відповідно до принципу дії D-тригера стан виходу буде змінюватися на протилежне.
Таким чином, на кожні два вхідних тактових імпульсу Т-тригер формує один період вихідного сигналу Q. Отже, тригер здійснює розподіл частоти на ході на 2:
,
де - частота проходження імпульсів на виході тригера.
Лічильник - пристрій для підрахунку числа вхідних імпульсів. Число, яке надається станом його виходів по фронту кожного вхідного імпульсу, змінюється на одиницю. Лічильник можна реалізувати на декількох JK або D тригерах, при цьому тригери повинні працювати в рахунковому режимі. У підсумкових лічильниках кожен вхідний імпульс збільшує число на його виході на одиницю, в віднімається лічильниках кожен вхідний імпульс зменшує це число на одиницю. Найбільш прості лічильники - виконавчі. На рис. 18 представлений суммирующий двійковий лічильник і діаграма його роботи.
Зміна напрямку рахунку.
Як вже говорилося раніше, лічильники можна реалізувати на тригерах. При цьому тригери з'єднують послідовно. Вихід кожного тригера безпосередньо діє на тактовий вхід наступного. Для того, щоб реалізувати лічильник, що підсумовує, необхідно лічильний вхід чергового тригера підключати до інверсного виходу попереднього. Для того, щоб змінити напрям рахунку (реалізувати віднімає лічильник), можна запропонувати наступні способи:
а) зчитувати вихідні сигнали лічильника не з прямих, а з інверсних виходів тригерів.
Число, утворене станом інверсних виходів тригерів лічильника, пов'язане з числом, утвореним станом прямих виходів тригерів наступним співвідношенням:
де n - розрядність виходу лічильника. У таблиці 26 наведено приклад зв'язку числа на прямих виходах з числом на інверсних виходах тригерів лічильника.
Стан прямих виходів
б) змінити структуру зв'язків в лічильнику: подавати на рахунковий вхід наступного тригера сигнал ні з інверсного, а з прямого виходу попереднього, як показано на малюнку 19. У цьому випадку змінюється послідовність перемикання тригерів.
Зміна коефіцієнта перерахунку
Лічильники характеризуються числом станів протягом одного періоду (циклу). Для схем на рис. 18 і 19 цикл містить N = 2 3 = 8 станів (від 000 до 111). Часто число станів називають коефіцієнтом перерахунку Ксч, який дорівнює відношенню числа імпульсів Nc на вході до числа імпульсів NQст на виході старшого розряду за період:
Якщо на вхід лічильника подавати періодичну послідовність імпульсів з частотою fc, то частота fQ на виході старшого розряду лічильника буде менше в Ксч раз: Ксч = FC / FQ. Тому лічильники також називають дільниками частоти, а величину Ксч - коефіцієнтом ділення. Для збільшення величини Ксч доводиться збільшувати число тригерів в ланцюжку. Кожен додатковий тригер подвоює число станів лічильника і число Ксч. Для зменшення коефіцієнта Ксч можна в якості виходу лічильника розглядати виходи тригерів проміжних каскадів.
Наприклад, для лічильника на трьох тригерах Ксч = 8, якщо взяти вихід 2-го тригера, то Ксч = 4. При цьому Ксч є цілою ступенем числа 2: 2, 4, 8, 16 і т. Д.
Можна реалізувати лічильник, для якого Ксч - будь-яке ціле число. Наприклад, для лічильника на трьох тригерах можна зробити Ксч від 2 до 7, але при цьому один або два тригера можуть бути зайвими. При використанні всіх трьох тригерів можна отримати Ксч = 5. 7: 2 + 2 <Ксч<2 3. Счетчик с Ксч =5 должен иметь 5 состояний, которые в простейшем случае образуют последовательность: . Циклическое повторение этой последовательности означает, что коэффициент деления счетчика равен 5.
Для побудови підсумовує лічильника з Ксч = 5 треба, щоб після формування останнього числа з послідовності лічильник переходив ні до числа 5, а до числа 0. У двійковому коді це означає, що від числа 100 потрібно перейти до числа 000, а не 101. Зміна природного порядку рахунку можливе при введенні додаткових зв'язків між тригерами лічильника. Можна скористатися таким способом: як тільки лічильник потрапляє в неробочий стан (в даному випадку 101), цей факт повинен бути пізнаний і спричинити подальшу вироблення сигналу, який перевів би лічильник в стан 000. Розглянемо цей спосіб більш детально.
Факт потрапляння лічильника в неробочий стан описується логічним рівнянням:
.
Стану 110 і 111 також є неробочими і тому враховані при складанні рівняння. Якщо на виході еквівалентної логічної схеми F = 0, значить, лічильник знаходиться в одному з робочих станів: 0vlv2v3v4. Як тільки він потрапляє в одне з неробочих станів 5v6v7, формується сигнал F = 1. Поява сигналу F = 1 має переводити лічильник в початковий стан 000, отже, цей сигнал потрібно використовувати для впливу на установчі входи тригерів лічильника, які здійснювали б скидання лічильника в стан Q1 = Q2 = Q3 = 0. При реалізації лічильника на тригерах з входами установки логічним нулем для скидання тригерів потрібно подати на входи скидання сигнал R = 0. Для виявлення факту попадання в неробочий стан використовуємо схему, що реалізує функцію F і виконану на елементах І-НЕ. Для цього перетворимо вираз для функції:.
Відповідна схемна реалізація приведена на малюнок 20.
Лічильник буде працювати наступним чином: при рахунку від 0 до 4 все відбувається як в звичайному суммирующем лічильнику з Ксч = 8. Установчі сигнали рівні 1 і природному порядку рахунки не перешкоджають. Рахунок іде за рахунок позитивному фронту імпульсу на рахунковому вході С. В той момент, коли лічильник знаходиться в стані 4 (100), наступний тактовий імпульс спочатку переводить лічильник в стан 5 (101), що негайно (задовго до приходу наступного тактового імпульсу) призводить до формування сигналу скидання, який надходить на установчі входи скидання тригерів.
В результаті лічильник скидається в 0 і чекає приходу наступного тактового імпульсу на рахунковий вхід. Один цикл рахунку закінчився, лічильник готовий до початку наступного циклу. Застосовуючи такі схеми зі зворотним зв'язком для скидання лічильника, потрібно мати на увазі, що операція скидання займає кінцевий час, тому безпосередньо перед скиданням лічильника в 0 на виході першого тригера з'являються короткочасні імпульси, або "голки". Це не має значення при підключенні лічильника безпосередньо до індикатора, але при використанні цього виходу лічильника в якості джерела тактових імпульсів можуть виникнути певні проблеми. Схема, в якій це явище усунуто, наведена на рис. 21. Важливою відмінністю є те, що схема виявляє не факт потрапляння в неробочий стан 101, а факт потрапляння в стан 100 і в наступному такті виробляє сигнал скидання.
