Загрузка...Цифровые счетчики
Логическая схема 2-битного счетчика пульсаций показана на рисунке. Триггер (T) используется. Но мы можем использовать триггер JK также с J и K, постоянно подключенными к логике 1. Внешние часы применяются к тактовому входу триггера A, а выход Q A применяется к тактовому входу следующего триггера, т.е. FF-B.
Логическая Диаграмма
операция
Как только первый отрицательный тактовый импульс будет применен, FF-A переключится и Q A будет равно 1.
Q A подключен к тактовому входу FF-B. Поскольку Q A изменилось с 0 на 1, FF-B рассматривает его как положительный фронт тактового сигнала. В Q B нет никаких изменений, потому что FF-B является FF, вызванным отрицательным фронтом.
Q B Q A = 01 после первого тактового импульса.
По прибытии второго отрицательного тактового фронта FF-A снова переключается и Q A = 0.
Изменение Q A действует как отрицательный фронт тактовой частоты для FF-B. Так что он также будет переключаться, и Q B будет 1.
Q B Q A = 10 после второго тактового импульса.
По достижении 3-го отрицательного тактового фронта FF-A снова переключается, и Q A становится 1 из 0.
Поскольку это положительное изменение, FF-B не реагирует на него и остается неактивным. Таким образом, Q B не изменяется и продолжает оставаться равным 1.
Q B Q A = 11 после третьего тактового импульса.
По достижении 4-го отрицательного тактового фронта FF-A снова переключается, и Q A становится 1 из 0.
Это отрицательное изменение Q A действует как тактовый импульс для FF-B. Следовательно, он переключается, чтобы изменить Q B с 1 на 0.
Q B Q A = 00 после четвертого тактового импульса.
Как только первый отрицательный тактовый импульс будет применен, FF-A переключится и Q A будет равно 1.
Q A подключен к тактовому входу FF-B. Поскольку Q A изменилось с 0 на 1, FF-B рассматривает его как положительный фронт тактового сигнала. В Q B нет никаких изменений, потому что FF-B является FF, вызванным отрицательным фронтом.
Q B Q A = 01 после первого тактового импульса.
По прибытии второго отрицательного тактового фронта FF-A снова переключается и Q A = 0.
Изменение Q A действует как отрицательный фронт тактовой частоты для FF-B. Так что он также будет переключаться, и Q B будет 1.
Q B Q A = 10 после второго тактового импульса.
По достижении 3-го отрицательного тактового фронта FF-A снова переключается, и Q A становится 1 из 0.
Поскольку это положительное изменение, FF-B не реагирует на него и остается неактивным. Таким образом, Q B не изменяется и продолжает оставаться равным 1.
Q B Q A = 11 после третьего тактового импульса.
По достижении 4-го отрицательного тактового фронта FF-A снова переключается, и Q A становится 1 из 0.
Это отрицательное изменение Q A действует как тактовый импульс для FF-B. Следовательно, он переключается, чтобы изменить Q B с 1 на 0.
Q B Q A = 00 после четвертого тактового импульса.
Таблица правды
Типы счетчиков
Счетчики можно разделить на разные типы в зависимости от того, как они работают. Они есть
- Асинхронные счетчики
- Синхронные счетчики
- Асинхронные счетчики декады
- Синхронные счетчики декады
- Асинхронные счетчики вверх-вниз
- Синхронные счетчики вверх-вниз
Для лучшего понимания этого типа счетчиков, здесь мы обсудим некоторые из счетчиков.
“как производится постоянный ток ”
Асинхронные счетчики
Схема 2-битного асинхронного счетчика показана ниже. Внешние часы подключены только к часам i / p FF0 (первый триггер). Таким образом, этот FF изменяет состояние на убывающем фронте каждого тактового импульса, но FF1 изменяется только при активации убывающим фронтом Q o / p FF0. Из-за интегральной задержки распространения через FF изменение тактового импульса i / p и изменение Q o / p FF0 никогда не может происходить точно в одно и то же время. Таким образом, FF не могут быть активированы одновременно, создавая асинхронную операцию.
Обратите внимание, что для простоты изменения Q0, Q1 и CLK на приведенной выше диаграмме показаны как параллельные, даже если это асинхронный счетчик. На самом деле, есть небольшая задержка между изменениями Q0, Q1 и CLK.
Как правило, все CLEAR i / ps соединены вместе, поэтому перед началом счета один импульс может очистить все FF. Тактовый импульс, подаваемый в FF0, проходит через новые счетчики после задержек распространения, таких как рябь на воде, отсюда и термин «счетчик пульсаций».
Принципиальная схема двухбитового счетчика пульсаций включает четыре различных состояния, каждое из которых имеет значение счетчика. Точно так же счетчик с n FF может иметь 2N состояний. Количество состояний в счетчике называется его модельным номером. Следовательно, двухбитный счетчик — это счетчик mod-4.
Асинхронные счетчики декады
В предыдущем счетчике 2n состояний. Но возможны и счетчики со состояниями меньше 2n. Они предназначены для того, чтобы не было. состояний в их сериях. Эти последовательности называются сокращенными последовательностями, которые достигаются путем приведения счетчика к повторному запуску перед прохождением всех своих состояний. Общий модуль для счетчиков с сокращенной последовательностью равен 10. Счетчик с 10 состояниями в своей серии называется декадным счетчиком. Реализованная схема декадного счетчика представлена ниже.
Принципиальная схема асинхронного счетчика декад
Когда счетчик досчитает до десяти, все FF будут очищены. Обратите внимание, что только Q1 и Q3 оба используются для декодирования счетчика 10, что называется частичным декодированием. В то же время в одном из других состояний от 0 до 9 Q1 и Q3 будут высокими. Ниже приводится серия таблицы декадного счетчика.
Последовательность счетчика декады
Асинхронные счетчики вверх-вниз
В определенных приложениях счетчик должен иметь возможность считать как вверх, так и вниз. Схема ниже представляет собой трехбитный счетчик с повышением и понижением, который ведет счет вверх или вниз в зависимости от состояния сигнала управления. Когда UP i / p равен 1, а DOWN i / p равен 0, вентиль И-НЕ между FF0 и FF1 будет вентилировать неинвертированный o / p (Q) триггера (FF0) в тактовый i / p. флип-флоп (FF1). Точно так же неинвертированный o / p триггера 1 будет стробирован через другой логический элемент И-НЕ в тактовый сигнал i / p триггера 2. Поэтому счетчик будет подсчитывать.
Принципиальная схема асинхронного счетчика вверх-вниз
Как только управляющий i / p (UP) установлен на 0, а DOWN на 1, инвертированные o / ps триггера 0 (FF0) и триггера 1 (FF) стробируются в тактовые i / ps FF1 и FF2 отдельно. . Если FF изначально установлены на 0, то счетчик будет проходить следующую последовательность при подаче импульсов i / p. Обратите внимание, что асинхронный счетчик вверх-вниз работает медленнее, чем счетчик вверх / вниз из-за дополнительной задержки распространения, вносимой логическими элементами NAND.
Последовательность асинхронного счетчика вверх-вниз
Синхронные счетчики
В этом тип счетчиков , CLK i / ps всех FF соединены вместе и активируются импульсами i / p. Итак, все ФФ меняют состояние мгновенно. На приведенной ниже схеме показан трехбитный синхронный счетчик. Входы J и K триггера 0 подключены к HIGH. Триггер 1 имеет свои J & K i / ps, подключенные к o / p триггера 0 (FF0), а входы J и K триггера 2 (FF2) подключены к o / p логического элемента AND, который поступает от входов flip-flop0 и flip-flop1. Когда оба выхода FF0 и FF1 — ВЫСОКИЙ. Положительный фронт четвертого импульса CLK заставит FF2 изменить свое состояние из-за логического элемента И.
Принципиальная схема синхронного счетчика
Ниже приводится последовательность таблиц трехбитовых счетчиков. Основным преимуществом этих счетчиков является отсутствие увеличения временной задержки из-за того, что все FF активируются параллельно. Таким образом, максимальная рабочая частота этого синхронного счетчика будет значительно выше, чем у эквивалентного счетчика пульсаций.
CLK Импульсы синхронных счетчиков
Синхронные счетчики декады
Синхронный счетчик считает от 0 до 9, как и асинхронный счетчик, а затем снова возвращает ноль. Этот процесс выполняется путем перевода 1010 состояний обратно в состояние 0000. Это называется усеченной последовательностью, которая может быть создана с помощью приведенной ниже схемы.
Принципиальная схема синхронного счетчика декады
Из ряда в левой таблице мы можем заметить, что
- Q0 связывается с каждым импульсом CLK
- Q1 изменяется при следующем тактовом импульсе каждый раз, когда Q0 = 1 и Q3 = 0.
- Q2 изменяется при следующем тактовом импульсе каждый раз, когда Q0 = Q1 = 1.
- Q3 изменяется при следующем импульсе CLK каждый раз, когда Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (счет 7) или когда Q0 = 1 & Q3 = 1 (счет 9).
Последовательность синхронного счетчика декад
Вышеуказанные характеристики используются с И ворота или ворота ИЛИ . Логическая схема этого показана на диаграмме выше.
Синхронные счетчики вверх-вниз
Ниже приведены трехбитный синхронный счетчик Up-Down, табличная форма и ряды. Этот тип счетчика имеет функцию управления «вверх-вниз», аналогичную асинхронному счетчику «вверх-вниз», которая используется для управления направлением счетчика в определенной последовательности.
Принципиальная схема синхронных счетчиков вверх-вниз
Серия таблицы показывает
- Q0 связывается с каждым импульсом CLK как для серии вверх, так и вниз
- Когда Q0 = 1 для восходящей серии, то состояние Q1 изменяется на следующем импульсе CLK.
- Когда Q0 = 0 для нисходящей серии, то состояние Q1 изменяется на следующем импульсе CLK.
- Когда Q0 = Q1 = 1 для восходящей серии, то состояние Q2 изменяется при следующем импульсе CLK.
- Когда Q0 = Q1 = 0 для нисходящей серии, то состояние Q2 изменяется при следующем импульсе CLK.
Последовательность синхронных счетчиков декад
Вышеупомянутые характеристики используются с логическими элементами И, ИЛИ и НЕ. Логическая схема этого показана на диаграмме выше.
Применение счетчиков
Применения счетчиков в основном связаны с цифровыми часами и мультиплексированием. Лучший пример счетчика — параллельный логике последовательного преобразования данных, обсуждаемой ниже.
Набор битов, выполняемых одновременно на параллельных линиях, называется параллельными данными. Набор битов, выполняемых в одной строке временного ряда, называется последовательными данными. Преобразование данных из параллельного в последовательный обычно выполняется с помощью счетчика для получения двоичной последовательности данных, выберите i / ps мультиплексора, как описано в схеме ниже.
Преобразование параллельных данных в последовательные
В приведенной выше схеме счетчик по модулю 8 состоит из Q o / ps, которые связаны с данными, выберите i / ps 8-битный мультиплексор . Первая 8-битная группа параллельных данных подается на входы мультиплексора. Поскольку счетчик проходит двоичную последовательность от 0 до 7, каждый бит начинается с D0, последовательно выбирается и передается через мультиплексор на линию o / p. После 8-CLK импульсов байт данных был изменен на последовательный формат и отправлен по линии передачи. Затем счетчик возвращается к 0 и снова последовательно меняет другой параллельный байт в аналогичном процессе.
Таким образом, речь идет о счетчиках и типах счетчиков, которые включают асинхронные счетчики, синхронные счетчики, асинхронные счетчики декады, синхронные счетчики декады, асинхронные счетчики вверх-вниз и синхронные счетчики вверх-вниз. Кроме того, любые сомнения по этой теме или таймеры и счетчики в микроконтроллере 8051 пожалуйста, прокомментируйте в разделе комментариев ниже.
