Введение

Устройство, хранящее количество раз, когда произошло событие или процесс. Термин "счетчик" используется в электронике, вычислительной технике и механических устройствах подсчета.

В цифровой логике и вычислительной технике счетчик – это устройство, которое хранит (и иногда отображает) число раз, когда произошло определенное событие или процесс, часто синхронизированное с тактовым сигналом. Наиболее распространенным типом является последовательная цифровая логическая схема с входным сигналом, называемым тактовым сигналом, и несколькими выходными линиями. Значения на выходных линиях представляют число в двоичной или BCD-системе счисления. Каждый импульс, поступающий на вход тактового сигнала, увеличивает или уменьшает значение счетчика. Схема счетчика обычно состоит из нескольких триггеров, соединенных последовательно. Счетчики являются широко используемым компонентом в цифровых схемах и производятся как отдельные интегральные схемы, а также включаются в состав более крупных интегральных схем.

Синхронный счетчик

В синхронном счетчике входы тактирования триггеров соединены, и общий тактовый сигнал одновременно запускает все триггеры. Следовательно, все триггеры меняют состояние одновременно (параллельно). Например, схема, показанная справа, представляет собой четырехбитный синхронный счетчик с восходящим счетом, реализованный на триггерах JK. Каждый бит этого счетчика переключается, когда все младшие биты находятся в логическом состоянии "высокий уровень". При фронте тактового импульса бит 1 переключается, если бит 0 находится в логическом состоянии "высокий уровень"; бит 2 переключается, если биты 0 и 1 оба находятся в состоянии "высокий уровень"; бит 3 переключается, если биты 2, 1 и 0 все находятся в состоянии "высокий уровень".

Счетчик десятилетий

Десятичный счетчик считает в десятичных цифрах, а не в двоичных. Десятичный счетчик может использовать двоично-десятичный код (как, например, интегральная схема 7490) или другие двоичные кодировки. Десятичный счетчик – это двоичный счетчик, разработанный для счета до 1001 (десятичное 9). Обычный четырехразрядный счетчик можно легко преобразовать в десятичный счетчик, добавив логический элемент NAND, как показано на схеме справа. Обратите внимание, что FF2 и FF4 подают сигналы на входы элемента NAND. Выходы элемента NAND подключены к входу CLR каждого триггера. Он считает от 0 до 9, а затем сбрасывается в ноль. Выход счетчика можно установить в ноль, подав низкий уровень сигнала на линию сброса. Затем счет увеличивается с каждым тактовым импульсом, пока не достигнет 1001 (десятичное 9). Когда счет достигает 1010 (десятичное 10), оба входа элемента NAND становятся высокими. В результате выход элемента NAND становится низким и сбрасывает счетчик в ноль. Переход сигнала D в низкий уровень может служить сигналом переноса, указывающим на то, что был произведен счет до десяти.

Счетчик колец

Кольцевой счетчик — это круговой регистр сдвига, который инициализируется таким образом, что только один из его триггеров находится в состоянии "1", а остальные — в состоянии "0". Кольцевой счетчик представляет собой регистр сдвига (каскадное соединение триггеров), выход последнего из которых подключен ко входу первого, то есть образует кольцо. Как правило, циркулирует шаблон, состоящий из одного бита, поэтому состояние повторяется каждые n тактовых импульсов, если используется n триггеров.

Счетчик Джонсона

Счетчик Джонсона (или счетчик кольца с переключением, счетчик с закрученным кольцом, счетчик ходящего кольца или счетчик Мёбиуса) — это модифицированный кольцевой счетчик, в котором выход последнего каскада инвертируется и подается на вход первого каскада. Регистр проходит циклическую последовательность битовых комбинаций, длина которой вдвое превышает длину сдвигового регистра, продолжаясь бесконечно. Эти счетчики находят применение в специализированных областях, аналогично десятичным счетчикам (примечание: десятичный счетчик 74x4017 является счетчиком Джонсона), цифро-аналоговом преобразовании и т.п. Их можно легко реализовать с использованием триггеров типов D или JK.

Веб-счетчик

Веб-счетчик – это компьютерная программа, которая отображает количество посетителей или обращений к конкретной веб-странице. После установки эти счетчики увеличиваются на единицу каждый раз, когда веб-страница открывается в веб-браузере. Число обычно отображается в виде встроенного цифрового изображения, простого текста или на физическом счетчике, например, механическом. Изображения могут быть представлены в различных шрифтах или стилях; классическим примером служат колеса одометра. Веб-счетчики были популярны в середине-конце 1990-х и начале 2000-х годов, но впоследствии были заменены более детальными и комплексными инструментами для измерения веб-трафика.

Компьютерные счетчики

Многие системы автоматизации используют ПК и ноутбуки для мониторинга различных параметров машин и производственных данных. Счетчики могут подсчитывать такие параметры, как количество произведенных изделий, номер производственной партии и объемы использованного материала.

Механические счетчики

Задолго до того, как электроника стала широко распространенной, для подсчета событий использовались механические устройства. Они известны как счетчики. Обычно они состоят из ряда дисков, установленных на оси, с цифрами от нуля до девяти, нанесенными на их окружность. Крайний правый диск перемещается на единицу при каждом событии. Каждый диск, кроме крайнего левого, имеет выступ, который после совершения одного полного оборота переводит следующий диск влево на единицу. Такие счетчики использовались в качестве одометров для велосипедов и автомобилей, в магнитофонах, колонках для заправки топлива, в производственном оборудовании и других машинах. Одной из крупнейших компаний-производителей была Veeder Root, и их название часто использовалось для обозначения этого типа счетчиков. Ручные счетчики в основном используются для инвентаризации и подсчета количества людей, посещающих мероприятия. Электромеханические счетчики применялись для суммирования данных в табуляторах, которые стали основоположниками индустрии обработки данных.