Číslicová technika - XXII

Sekvenční logické obvody, binární čítače.

Dávno předtím, než byl vůbec znám pojem číslicová technika existovaly již různé mechanické čítače, které nahrazovaly činnost lidí a také pracovaly daleko přesněji. S rozvojem vědy a techniky a s objevováním nových odvětví elektroniky, kam spadá i číslicová technika se staré a mnohdy již zcela nevyhovující mechanické čítače začaly nahrazovat čítači elektronickými, které dokázaly a dokáží pracovat mnohem rychleji a také přesněji než čítače mechanické. O nich si právě dnes a v dílech příštích budeme povídat.
Podle definice je čítač, sekvenční logický obvod složený z klopných obvodů typu J-K, nebo T, který čítá impulsy přivedené na jeho vstup, nebo je také dělí podle předem stanoveného kritéria. Nás bude zajímat varianta první.

Čítače můžeme podle principu činnosti rozdělit na asynchronní a synchronní. U asynchronního čítače je výstup každého klopného obvodu propojen se vstupem obvodu následujícího a překlápění jednotlivých klopných obvodů se uskutečňuje postupně s hodinovými impulsy přivedenými na jeho vstup.
Synchronní čítače překlápějí všechny klopné obvody naráz a nedochází tak u nich jako u asynchronních čítačů k časovému zpoždění.
Na obr. 1 je jakési zjednodušené schéma binárního čítače s těmi nejdůležitějšími a také nejčastějšími vstupy a výstupy.
Na levé straně je vstup čítaných impulsů CK a také nastavovací vstup R – reset, který jak už víme například z posuvných registrů dokáže vynulovat obsah celého obvodu bez ohledu na stav případných, dalších, nastavovacích vstupů. U binárního čítače tak slouží k vynulování celého obsahu čítače.
Na straně pravé jsou výstupy čtyřbitového slova, které u binárního čítače může obsahovat zakódované číslo 0 až 15. Jeden binární čítač tak tedy může zpracovat celých 15 impulsů, po té se většinou vynuluje a začíná čítat opět od nuly do desítkového čísla 15.
Na druhém obrázku je tabulka, která znázorňuje logické hodnoty výstupů Out1 až Out4 při každém z patnácti z hodinových impulsů. Možná že vás napadne proč například číslu 6 odpovídá logická hodnota výstupů LHHL, tato kombinace není náhodná a je vlastně číslem šest, které je pouze převedeno do binární soustavy. V běžném životě používáme soustavu desítkovou, která obsahuje číslice 0 až 9. V číslicové technice máme ale pouze číslice dvě 0 a 1. Aby jsme tedy mohli například pracovat s číslem šest musíme ho nejprve převést do binární soustavy. To jak se to dělá si ukážeme v díle příštím.
Dnes jsme si tedy objasnili co rozumíme pod pojmem binární čítač a příště si osvětlíme převod čísel z binární soustavy do desítkové a naopak.