Miközben gondosan megfigyelték az üvegpalackok gyártósorát, amelyeket gépenként csomagként 10 palackként csomagoltak, érdeklődő elme kérdezi: Honnan tudja a gép megszámolni az üvegek számát? Mi tanítja a gépeket a számolásra? Válasz keresése ennek a kíváncsiságnak a megoldására egy nagyon érdekes találmányhoz vezet - Számláló ”. A számlálók azok az áramkörök, amelyek megszámolják az alkalmazott óraimpulzusokat. Ezeket általában papucsok segítségével tervezik. Az órák működésének módja alapján a számlálók a következőkre vannak besorolva: Szinkron és aszinkron számlálók . Ebben a cikkben nézzünk meg egy aszinkron számlálót, amely köztudottan a Ripple számláló .
Mi az a Ripple Counter?
Mielőtt a Ripple Counterre ugrana, ismerkedjünk meg a feltételekkel Szinkron és aszinkron számlálók . A számlálók papucsok segítségével készült áramkörök. Szinkron számláló, amint a neve is sugallja a papucsot az óra impulzusával és egymással szinkronban dolgozva. Itt az óraimpulzust minden flip flopra alkalmazzák.
Míg aszinkron számlálóban az impulzust csak a kezdeti flipre alkalmazzák, amelynek értéke LSB-nek tekinthető. Az óraimpulzus helyett az első flip-flop kimenete óraimpulzusként működik a következő flip-flop felé, amelynek kimenetét óraként használják a következő soros flip-flop-hoz és így tovább.
Így az aszinkron számlálóban az előző flip flop átmenete után a következő flip flop átmenet történik, nem ugyanabban az időben, mint a Synchronous counterben látható. Itt a papucsok Master-Slave elrendezésben vannak összekötve.
Ripple Counter: A Ripple számláló aszinkron számláló. Nevét azért kapta, mert az óra impulzus hullámzik az áramkörön. Az n-MOD hullámszámláló n számú papucsot tartalmaz, és az áramkör akár 2-re is képes számolnin értékeket, mielőtt visszaállítja magát a kezdeti értékre.
Ezek a számlálók az áramkörök alapján különböző módon számolhatnak.
FELSZÁMLÁLÓ: Az értékeket növekvő sorrendben számolja.
LETÖLTÉS: Az értékeket csökkenő sorrendben számolja.
FEL-LE SZÁM: Egy számlálót, amely képes előre vagy hátra számolni az értékeket, fel-le számlálónak vagy reverzibilis számlálónak nevezzük.
OSZTÁS N SZÁMOLÓ szerint: A bináris helyett néha megkövetelhetjük a N alapig számolását, amely a 10 bázis értéke. A Ripple számlálót, amely N értékig számolhat, amely nem 2-es hatvány, osztás N számlálónak nevezzük.
Ripple Counter áramkör és időzítési ábra
A a hullámszámláló működése legjobban egy példa segítségével érthető meg. A felhasznált papucsok száma alapján vannak 2-bites, 3-bites, 4-bites ... .. hullámosság-számlálók kialakíthatók. Nézzük meg egy 2-bites működését bináris hullámszámláló hogy megértsem a fogalmat.
NAK NEK bináris számláló akár 2 bites értékeket is képes megszámolni. 2-MOD számláló számolhat 2-tkét= 4 érték. Mivel itt n értéke 2, 2 papucsot használunk. A flip-flop típusának megválasztása során nem szabad megfeledkezni arról, hogy a Ripple pultokat csak azokhoz a papucsokhoz tervezhetjük, amelyeknek a váltás feltétele, mint a JK és T papucs .
Bináris Ripple Counter a JK Flip Flop segítségével
Az áramköri elrendezés a bináris hullámszámláló az alábbi ábra mutatja. Itt kettő JK papucs J0K0 és J1K1 használatos. A papucsok JK bemenetei nagyfeszültségű jelekkel vannak ellátva, amelyek 1 állapotban tartják őket. Az óra impulzus szimbóluma negatív kiváltott óra impulzust jelez. Az ábrán megfigyelhető, hogy az első flip flop Q0 kimenetét órajelként alkalmazzuk a második flip flopra.
Bináris Ripple Counter JK Flip Flop használatával
Itt a Q0 kimenet az LSB, a Q1 kimenet pedig az MSB bit. A számláló működése könnyen érthető a JK flip flop Truth Table segítségével.
| Jn | NAK NEKn | Qn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qn 1 0 Qn |
Tehát az Igazság táblázat szerint, ha mindkét bemenet 1, akkor a következő állapot az előző állapot kiegészítése lesz. Ezt a feltételt használják a hullámzó flip flopban. Mivel a papucsok összes JK bemenetére nagy feszültséget alkalmaztunk, ezek az 1-es állapotban vannak, ezért az órajel impulzusának negatív menetvégén kell váltaniuk az állapotot. az órajel impulzusának 1 és 0 közötti átmeneténél. A bináris hullámszámláló időzítési diagramja egyértelműen megmagyarázza a műveletet.
A bináris hullámszámláló időzítési diagramja
Az időzítési diagram alapján megfigyelhetjük, hogy a Q0 csak az alkalmazott óra negatív élén változtatja meg az állapotát. Kezdetben a flip flop 0 állapotban van. A flip-flop addig marad állapotban, amíg az alkalmazott óra 1-ről 0-ra nem megy. Mivel a JK értékek 1-nek vannak, a flip flop-nak váltania kell. Tehát az állapot 0-ról 1-re változik. A folyamat az óra összes impulzusára folytatódik.
A bemeneti impulzusok száma | Q1 | Q0 |
| 0 1 két 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
A második flipre jutva itt az 1 flip flop által generált hullámformát adjuk meg órajelként. Tehát, amint azt az időzítési diagramon láthatjuk, amikor Q0 1-ről 0-ra lép át, a Q1 állapota megváltozik. Itt ne vegye figyelembe a fenti óraimpulzust, csak kövesse a Q0 hullámalakját. Vegye figyelembe, hogy a Q0 kimeneti értékei LSB-nek, a Q1 pedig MSB-nek tekintendők. Az időzítési diagram alapján megfigyelhetjük, hogy a számláló megszámolja a 00,01,10,11 értékeket, majd visszaállítja magát és újra indul 00,01,… -tól, amíg az óraimpulzusokat nem alkalmazzák a J0K0 flip-flopra.
3 bites Ripple számláló JK flip-flop használatával - Igazságtábla / Időzítési diagram
A 3 bites hullámszámlálóban három papucsot használnak az áramkörben. Mivel itt az „n” értéke három, a számláló legfeljebb 2-t számlálhat3= 8 érték, azaz. 000,001,010,011,100,101,110,111. A kapcsolási rajzot és az időzítési diagramot az alábbiakban adjuk meg.
Bináris Ripple Counter JK Flip Flop használatával
3 bites Ripple Counter Timing diagram
Itt a Q1 kimeneti hullámformáját adják órajelként a J2K2 flip flophoz. Tehát, amikor a Q1 1-ről 0-ra változik, a Q2 állapota megváltozik. A Q2 kimenete az MSB.
Az impulzusok száma | Qkét | Q1 | Q0 |
0 1 két 3 4 5. 6. 7 8. | - 0 0 0 0 1 1 1 1 | - 0 0 1 1 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 0 1 0 1 |
4 bites Ripple Counter JK Flip flop használatával - áramköri ábra és időzítési ábra
A 4 bites hullámszámlálóban n értéke 4, tehát 4 JK papucsot használnak, és a számláló 16 impulzust képes megszámolni. Valami alatt kapcsolási rajz és időzítési ábra az igazságtáblával együtt adják meg.
4 bites Ripple Counter a JK Flip Flop segítségével
4 bites Ripple Counter Timing diagram
4 bites Ripple Counter D Flip Flop használatával
Amikor a Flip Flopot választjuk a Ripple számlálóhoz, fontos szempontot kell figyelembe venni, hogy a flip flopnak tartalmaznia kell az állapotok váltásának feltételét. Ezt a feltételt csak T és JK papucsok teljesítik.
Az igazságtáblázatról D flip flop , jól látható, hogy nem tartalmazza a váltási feltételt. Tehát, ha a Ripple számlálóként használják, a D flip flop kezdőértéke 1. Ha az óra impulzus átmegy 1-ről 0-ra, a flip flop-nak meg kell változtatnia az állapotot. De az igazságtáblázat szerint, amikor a D értéke 1, az 1-n marad, amíg a D értéke 0-ra változik. Tehát a D0-flip flop hullámformája mindig 1 marad, ami nem hasznos a számláláshoz. Tehát a D flip flopot nem veszik figyelembe a Ripple Counters építésénél.
Osztás N számlálóval
A hullámszámláló 2-ig számolja az értékeketn. Tehát az olyan értékek számolása, amelyek nem a 2-es hatványok, nem lehetségesek az áramkört amit eddig láttunk. De módosítással készíthetünk egy hullámszámlálót, hogy megszámoljuk azt az értéket, amely nem fejezhető ki 2-es hatványként. Egy ilyen számlálót Osztás N számlálóval .
Évtizedes számláló
Az ebben a kivitelben használandó papucsok számát n úgy választják meg, hogy 2n> N ahol N a számláló száma. A papucsokkal együtt visszacsatoló kaput adunk hozzá, így az N számlálásnál az összes papucs nullára áll. Ez a visszacsatoló áramkör egyszerűen a NAND kapu amelyek bemenetei azoknak a papucsoknak a Q kimenetei, amelyek Q kimenete 1 = N számláló
Lássuk egy olyan számláló áramkörét, amelynek N értéke 10. Ez a számláló más néven Évtizedes számláló mivel 10-ig számít. Itt a papucsok száma 4 miatt legyen 2 miatt4= 16> 10. És N = 10 szám esetén a Q1 és Q3 kimenetek 1-esek lesznek. Tehát ezeket a NAND kapu bemeneteként adjuk meg. A NAND kapu kimenete az összes papucsra vonatkozik, ezáltal nullára állítva őket.
A Ripple Counter hátrányai
Az átvitel terjedési ideje az az idő, amelyet egy számláló igénybe vesz az adott bemeneti impulzusra adott válaszának befejezéséhez. A hullámszámlálóhoz hasonlóan az óra impulzus is aszinkron, több időre van szükség a válasz befejezéséhez.
A Ripple Counter alkalmazásai
Ezeket a számlálókat gyakran használják az idő mérésére, a frekvencia mérésére, a távolság mérésére, a sebesség mérésére, a hullámforma létrehozására, a frekvenciaosztásra, a digitális számítógépekre, a közvetlen számlálásra stb.
Így erről van szó rövid információ a hullámszámlálóról, bináris, 3 bites és 4 bites számlálók építése JK-Flip Flop és kapcsolási rajz segítségével, hullámszámláló időzítési diagramja , és igazságtáblázat. A ripplex D-Flip Flop felépítésének fő oka, a Ripple Counter hátrányai és alkalmazásai. itt van egy kérdés az Ön számára, mi van 8 bites Ripple Counter ?
