A számláló egy digitális eszköz, és a számláló kimenete tartalmaz egy előre definiált állapotot, amely az óra impulzus alkalmazásokon alapul. A kimenet a számláló használható számolja meg az impulzusok számát. A számlálók általában egy flip-flop elrendezésből állnak, amely lehet szinkron számláló vagy aszinkron számláló. A szinkron számlálóban csak egy óra i / p van megadva az összes papucsnak, míg az aszinkron számlálónál a o / p a flip flop a közeli órajele. A a mikrovezérlő meg kell számolni a külső eseményeket, például a pontos belső késleltetés generálását és a pulzusvonatok frekvenciáját. Ezeket az eseményeket gyakran használják a digitális rendszerekben és számítógépekben. Mindkét esemény szoftveres technikákkal végrehajtható, de a számláláshoz szükséges szoftverhurkok nem adják meg a pontos eredményt, némelyik fontosabb funkció nem történik meg. Ezeket a problémákat kiküszöbölhetik a megszakításként használt mikrokontrollerek időzítői és számlálói.
Pultok
A számlálók típusai
A számlálókat különféle típusokba sorolhatjuk az órarendjük szerint. Ők
- Aszinkron számlálók
- Szinkron számlálók
- Aszinkron évtizedes számlálók
- Szinkron évtizedes számlálók
- Aszinkron fel-le számlálók
- Szinkron fel-le számlálók
Az ilyen típusú számlálók jobb megértése érdekében itt tárgyalunk néhányat.
Aszinkron számlálók
A 2 bites aszinkron számláló diagramja az alábbiakban látható. A külső óra csak az FF0 (első flip-flop) i / p órájához van csatlakoztatva. Tehát ez az FF megváltoztatja az állapotot minden órajel impulzusának csökkenő szélén, de az FF1 csak akkor változik, ha az FF0 Q o / p csökkenő széle aktiválja. Az FF-n keresztüli integrált terjedési késés miatt az i / p óra impulzusának változása és az FF0 Q o / p változása soha nem fordulhat elő pontosan egyszerre. Tehát az FF-eket nem lehet egyidejűleg aktiválni, ami aszinkron műveletet generál.
Aszinkron számlálók
Vegye figyelembe, hogy az egyszerűség kedvéért a fenti diagram Q0, Q1 és CLK változásai egyidejűek, bár ez egy aszinkron számláló. Valójában van egy kis késés, b / n a Q0, Q1 és CLK változások.
Általában az összes CLEAR i / ps össze van kötve, így a számlálás megkezdése előtt egyetlen impulzus törölheti az összes FF-et. Az FF0-ba táplált óraimpulzus az új számlálókon hullámzik át a terjedési késések után, például egy hullámzás a vízen, ezért a Ripple Counter kifejezés.
A két bites hullámszámláló kapcsolási rajza négy különböző állapotot tartalmaz, amelyek mindegyike egy számlálási értékből áll. Hasonlóképpen, egy n FF-el rendelkező számlálónak 2N állapota lehet. A számlálóban lévő állapotok számát hívjuk mod számának. Ezért a kétbites számláló egy mod-4 számláló.
Aszinkron évtizedes számlálók
Az előző számlálóban 2n állapot van. De 2n alatti állapotú számlálók is lehetségesek. Ezeket úgy tervezték, hogy a sz. sorozatainak állapotát. Ezeket rövidített szekvenciáknak nevezzük, amelyeket úgy hajtunk végre, hogy a számlálót újrahasznosításra hajtjuk, mielőtt az összes állapotát átmennénk. A rövidített szekvenciájú számlálók közös modulusa a 10. A sorozatában lévő 10 állapotú számlálót évtizedszámlálónak nevezzük. A megvalósított évtizedes számláló áramkört az alábbiakban adjuk meg.
Aszinkron évtizedes számláló áramkör diagram
Amikor a számláló tízre számít, akkor az összes FF törlődik. Vegye figyelembe, hogy csak Q1 és Q3 mindkettőt használják a 10 számának dekódolására, ezt részleges dekódolásnak hívják. Ugyanakkor a többi 0-9 közötti állapot egyikének Q1 és Q3 egyaránt magas lesz. Az évtizedes számláló táblázat sorozata az alábbiakban látható.
Az évtizedes számláló sorozata
Aszinkron fel-le számlálók
Bizonyos alkalmazásokban a számlálónak képesnek kell lennie mind felfelé, mind lefelé számolásra. Az alábbi áramkör egy három bites fel és le számláló, amely a vezérlőjel állapota alapján felfelé vagy lefelé számít. Amikor az UP i / p értéke 1, a DOWN i / p értéke pedig 0, az FF0 és az FF1 közötti NAND kapu a flip flop (FF0) nem invertált o / p (Q) értékét az i / p órába vezeti. flip flop (FF1). Hasonlóképpen, a Flip Flop1 nem invertált o / p-je a másik NAND kapun keresztül a flip-flop2 i / p órájába kerül. Ezért a számláló számít.
Aszinkron fel-le számláló áramkör diagram
Amint a vezérlő i / p (UP) 0-nál van, a DOWN pedig 1-nél van, a flip-flop0 (FF0) és az flip-flop1 (FF) fordított o / ps-jét külön-külön az FF1 és FF2 i / ps órájára kapuzjuk . Ha az FF-ek kezdetben 0-ra váltanak, akkor a számláló az alábbi sorozatokon megy keresztül, amikor i / p impulzusokat alkalmaznak. Vegye figyelembe, hogy az aszinkron fel-le számláló lassabb, mint egy UP számláló / le számláló, a NAND kapuk által bevezetett extra terjedési késleltetés miatt.
Az aszinkron fel-le számláló szekvenciája
Szinkron számlálók
Ebben a számlálók típusa , az összes FF CLK i / ps-je össze van kötve és az i / p impulzusokkal aktiválódik. Tehát, az összes FF azonnal megváltoztatja az állapotokat. Az alábbi kapcsolási rajz egy három bites szinkron számláló. A flip-flop0 J és K bemenete a HIGH-ra van kötve. Az 1. flip-flop J & K i / ps-je a flip-flop0 (FF0) o / p-jéhez csatlakozik, a flip-flop2 (FF2) J & K bemenetei pedig egy AND-kapu o / p-jéhez csatlakoznak, a flip-flop0 és flip-flop1 o / ps-jével táplálják. Amikor az FF0 és az FF1 mindkét kimenete MAGAS. A negyedik CLK impulzus pozitív éle az FF2 állapotát megváltoztatja az AND kapu miatt.
Szinkron számláló áramkör diagram
A három bites számláló táblázat sorozata az alábbiakban látható. Ezen számlálók legfőbb előnye, hogy nincs növekvő késleltetés, mivel az összes FF párhuzamosan aktiválódik. Így ennek a szinkron számlálónak a maximális működési frekvenciája lényegesen magasabb lesz, mint az egyenértékű hullámszámláló esetében.
A szinkron számlálók CLK impulzusai
Szinkron évtizedes számlálók
A szinkron számláló 0-9-től számít, hasonlóan az aszinkron számlálóhoz, majd újra nullát dolgoz fel. Ezt a folyamatot úgy hajtjuk végre, hogy az 1010 állapotot visszavezetjük a 0000 állapotba. Ezt csonka sorozatnak nevezzük, amelyet az alábbi áramkör megtervezhet.
Szinkron évtizedes számláló áramkör diagram
A bal oldali asztal sorozatából ezt figyelhetjük meg
- Q0 kötődik minden egyes CLK impulzushoz
- A Q1 minden alkalommal megváltozik a következő óra impulzuson, amikor Q0 = 1 és Q3 = 0.
- A Q2 minden alkalommal megváltozik a következő óra impulzuson, amikor Q0 = Q1 = 1.
- A Q3 a következő CLK impulzuson változik minden egyes alkalommal, amikor Q0 = 1, Q1 = 1 és Q2 = 1 (7. szám), vagy amikor Q0 = 1 és Q3 = 1 (9. szám).
A szinkron évtizedes számláló szekvenciája
A fenti jellemzőket a ÉS kapu vagy VAGY kapu . Ennek logikai diagramját a fenti ábra mutatja.
Szinkron fel-le számlálók
Az alábbiakban egy három bites szinkron fel-le számláló, táblázatos forma és sorozat található. Ennek a számlálótípusnak van egy fel-le vezérlő i / p-je, amely hasonló az aszinkron fel-le számlálóhoz, és amelyet a számláló irányának szabályozására használnak egy bizonyos sorozaton keresztül.
Szinkron fel-le számlálók áramkör diagramja
A táblázat sorozata mutatja
- Q0 kötődik az egyes CLK impulzusokhoz felfelé és lefelé egyaránt
- Amikor Q0 = 1 az up sorozatnál, akkor a Q1 állapota megváltozik a következő CLK impulzuson.
- Amikor Q0 = 0 a lefelé sorozathoz, akkor a Q1 állapota megváltozik a következő CLK impulzuson.
- Amikor Q0 = Q1 = 1 az up sorozatnál, akkor a Q2 állapota megváltozik a következő CLK impulzuson.
- Amikor Q0 = Q1 = 0 a lefelé sorozathoz, akkor a Q2 állapota megváltozik a következő CLK impulzuson.
A szinkron évtizedes számlálók sorozata
A fenti jellemzőket az AND kapu, a VAGY kapu és a NEM kapu esetében alkalmazzák. Ennek logikai diagramját a fenti ábra mutatja.
A számlálók alkalmazásai
A számlálók alkalmazásai főleg a digitális órákban és a multiplexelésben rejlenek. A számláló legjobb példája párhuzamos az alábbiakban tárgyalt soros adatátalakítási logikával.
A párhuzamos vonalakon egyidejűleg teljesítő bitek halmazát párhuzamos adatoknak nevezzük. Az idősor egyetlen vonalon végrehajtott bitjeit soros adatnak nevezzük. A párhuzamos-soros adatkonvertálást általában egy számláló segítségével hajtják végre, hogy megkapja az adatok bináris sorozatát, és válassza ki a MUX i / ps értékét, amint azt az alábbi áramkör leírja.
Párhuzamos soros adatátalakítás
A fenti áramkörben a modulo-8 számláló Q o / ps-ből áll, amelyek az adatokhoz vannak kapcsolva, válasszon i / ps 8 bites MUX . A párhuzamos adatok első 8 bites csoportját a MUX bemeneteire alkalmazzuk. Amint a számláló 0 és 7 közötti bináris sorozaton megy keresztül, minden bit D0-val kezdődik, sorozatosan kerül kiválasztásra és átkerül a MUX-on az o / p vonalra. 8-CLK impulzusok után az adat bájt soros formátumra vált és az átviteli vonalon keresztül kerül kiküldésre. Ezután a számláló újra 0-ra dolgozza fel, és a hasonló folyamat során ismét sorozatosan megváltoztat egy másik párhuzamos bájtot.
Így itt minden a számlálókról és számláló típusokról szól, ideértve az aszinkron számlálókat, a szinkron számlálókat, az aszinkron évtizedes számlálókat, a szinkron évtizedes számlálókat, az aszinkron fel-le számlálókat és a szinkronos fel-le számlálókat. Továbbá, bármilyen kétség merül fel e témával kapcsolatban, ill időzítők és számlálók a 8051 mikrovezérlőben kérjük, kommentálja az alábbi megjegyzés részt.
