Счетчики классифицируются по следующим признакам

По способу кодирования внутренних состояний различают двоичные счетчики, счетчики Джонсона, счетчики с кодом«1 из N» и др.

По направлению счета счетчики делятся на суммирующие (прямого счета), вычитающие (обратного счета ) и реверсивные (с изменением направления счета).

В зависимости от принадлежности к тому или иному классу ЦА счетчики делятся на асинхронные и синхронные.

По способу организации связей между разрядами различают счетчикис последовательным, параллельным и комбинированным переносами.

Основным параметром счетчика является быстродействие, которое характеризуется временем установления в нем нового состояния t_уст (режим счета), а также максимальной частотой входных импульсов f_макс.

Асинхронные двоичные счетчики

Асинхронные двоичные счетчики представляют собой цепочку Т-триггеров, последовательно соединенных друг с другом. Импульсами счета для триггеров более старших разрядов являются сигналы с выходов Q или триггеров младших разрядов.

УГО и логическая схема четырехразрядного асинхронного двоичного суммирующего счетчика с последовательным переносом на универсальных JK-триггерах представлены на рисунке 27. УГО счетчика представляет собой прямоугольник с аббревиатурой CTR (от англ. counter) во внутреннем поле.

Рисунок 27 — Четырехразрядный асинхронный двоичный суммирующий счетчик с последовательным переносом на JK-триггерах. Условное графическое обозначение (а) и логическая схема (б)

На рисунке 27 на объединенные входы J и K триггеров постоянно подаются единичные сигналы с целью организации асинхронных Т-триггеров на базе JK-триггеров. Входные импульсы подаются в одну точку схемы на счетный вход триггера младшего разряда T₀ (рисунок 27, б). Состояние счетчика считывается с прямых выходов триггеров Q₃…Q₀, причем с выхода Q₀ считывается младший разряд (МР).

Работа счетчика поясняется временными диаграммами (рисунок 28).

Рисунок 28 — Временные диаграммы, поясняющие работу четырехразрядного двоичного суммирующего счетчика

Для сброса счетчика в исходное нулевое состояние на вход сброса кратковременно подается нулевой сигнал.

Достоинством асинхронных счетчиков являются простота схемы, а недостатком — низкое быстродействие, так как триггеры переключаются поочередно. В худшем случае перенос распространяется по всей схеме от младшего разряда к старшему, т.е. для установления нового состояния должны переключится последовательно все триггеры. Из этого следует, что время установления кода в асинхронном счетчике с последовательным переносом составит величину t_уст = nt_{зд. тт}, где t_{зд. тт} — средняя задержка триггера, а максимальная частота входных импульсов f_макс ≤ 1/ nt_{зд. тт}.

Максимальная частота входных импульсов в режиме деления частоты ограничивается быстродействием триггера младшего разряда, так как все последующие триггеры переключаются с более низкими частотами.

Особенностью асинхронных двоичных счетчиков с последовательным переносом является возникновение промежуточных (ложных) состояний при переходных процессах из-за задержек переключения триггеров.