Двоичный Счетчик

Интересная и популярная схема с использованием Д-триггера с тактовым входом - это двоичный счетчик.

Она позволяет считать сигналы (импульсы) и выдает результат в виде двоичного числа. Такая схема нужна как часть вычислительного устройства компьютеров, так и в отдельном виде (в часах, счетчиках адресов и т.п.)

Идея счетчика очень проста. Представим, что мы соединили инверсный выход Q' триггера с его же входом данных D.

Допустим, изначально триггер в состоянии 0 (т.е. на выходе Q' единица, которая транслируется на вход D). Когда на вход C придет положительный фронт (переход из 0 в 1) триггер переключится в 1. На выходе Q' появится 0, который вновь транслируется на вход D. Таким образом после каждого сигнала на C, триггер будет перебрасываться то в 1, то в 0.

Получился "счетчик на 1 бит", который кстати использовался в светодиодной лампе с акустическим выключателем - благодаря ему по одному хлопку лампа включалась, по другому выключалась.

Если соединить выход Q' триггера со входом C следующего триггера (например, второго в микросхеме), то когда триггер будет переключаться из 1 в 0, на его Q' возникнет положительный фронт и переключит этот второй триггер. Таким образом, включая триггеры каскадно, можно создать счетчик на произвольное количество разрядов.

Ниже приведена схема в которой триггер управляется таймером на микросхеме NE555. (Чертеж любезно предоставлен В.В. Розановым):

В такой схеме видно, что светодиод на таймере мигает вдвое чаще чем на триггере. Можно также подключить второй триггер микросхемы, как описано выше, и добавить третий светодиод (который будет мигать еще реже).

На таймере светодиод подключен к выходу 7 (вместо 3), который является выходом с открытым коллектором - поэтому светодиод на нем светится когда на этом выходе 0 - и соответственно триггер переключается когда светодиод на таймере гаснет.

Обратите внимание - питание должно быть, конечно, подключено к обеим микросхемам.