Цифровые счетчики

Счетчик - это последовательная схема. Цифровая схема, которая используется для подсчета импульсов, является известным счетчиком. Счетчик - самое широкое применение шлепанцев. Это группа триггеров с примененным тактовым сигналом. Счетчики бывают двух типов.

  • Асинхронные или пульсирующие счетчики.
  • Синхронные счетчики.

Асинхронные или пульсирующие счетчики

Логическая схема 2-битового 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 входу тактового сигнала триггера A, а выход Q A применяется к входу тактового сигнала следующего триггера, т.е. FF-B.

Логическая Диаграмма

Логическая схема асинхронных или пульсирующих счетчиков

операция

SN Условие операция
1 Сначала позвольте обоим FF быть в состоянии сброса Q B Q A = 00 изначально
2 После 1-го отрицательного тактового фронта

Как только будет применен первый отрицательный тактовый импульс, 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.

3 После 2-го отрицательного тактового фронта

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.

4 После 3-го отрицательного тактового фронта

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.

5 После 4-го отрицательного тактового фронта

По прибытии 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

Таблица истинности асинхронных или пульсирующих счетчиков

Синхронные счетчики

Если «тактовые» импульсы применяются ко всем триггерам в счетчике одновременно, то такой счетчик называется синхронным счетчиком.

2-битный синхронный счетчик

Входы J A и K A FF-A связаны с логикой 1. Таким образом, FF-A будет работать как триггер. Входы J B и K B подключены к Q A.

Логическая Диаграмма

Логическая схема синхронного счетчика

операция

SN Условие операция
1 Сначала позвольте обоим FF быть в состоянии сброса Q B Q A = 00 изначально.
2 После 1-го отрицательного тактового фронта

Как только первый отрицательный тактовый импульс будет применен, FF-A переключится и Q A изменится с 0 на 1.

Но в момент приложения отрицательного тактового фронта Q A , J B = K B = 0. Следовательно, FF-B не изменит свое состояние. Таким образом, Q B останется 0.

Q B Q A = 01 после первого тактового импульса.

3 После 2-го отрицательного тактового фронта

По прибытии второго отрицательного фронта тактового сигнала FF-A снова переключается, и Q A изменяется с 1 на 0.

Но в этот момент Q A было 1. Таким образом, J B = K B = 1 и FF-B будет переключаться. Следовательно, Q B изменяется от 0 до 1.

Q B Q A = 10 после второго тактового импульса.

4 После 3-го отрицательного тактового фронта

При применении третьего падающего тактового фронта FF-A будет переключаться с 0 на 1, но для FF-B состояние не изменяется.

Q B Q A = 11 после третьего тактового импульса.

5 После 4-го отрицательного тактового фронта

При применении следующего тактового импульса Q A изменится с 1 на 0, а Q B также изменится с 1 на 0.

Q B Q A = 00 после четвертого тактового импульса.

Классификация счетчиков

В зависимости от того, как происходит процесс подсчета, синхронные или асинхронные счетчики классифицируются следующим образом:

  • Счетчики вверх
  • Вниз счетчики
  • Счетчики вверх / вниз

Счетчик UP / DOWN

Верхний и нижний счетчики объединяются для получения счетчика ВВЕРХ / ВНИЗ. Вход управления режимом (M) также предназначен для выбора режима вверх или вниз. Комбинированная схема должна быть спроектирована и использована между каждой парой триггера для достижения операции вверх / вниз.

  • Тип счетчиков вверх / вниз
  • Счетчики пульсаций UP / DOWN
  • Синхронный счетчик UP / DOWN

Счетчики пульсаций UP / DOWN

В счетчике пульсаций UP / DOWN все FF работают в режиме переключения. Поэтому следует использовать либо T-триггеры, либо JK-триггеры. LSB триггер получает часы напрямую. Но часы для каждого другого FF получаются из (Q = Q bar) выходного сигнала предыдущего FF.

  • Режим подсчета UP (M = 0) - Выход Q предыдущего FF подключен к часам следующего каскада, если необходимо увеличить счет. Для этого режима вход выбора режима М имеет логическую 0 (М = 0).

  • Режим подсчета ВНИЗ (M = 1) - Если M = 1, то выход Q-бара предыдущего FF подключается к следующему FF. Это будет работать счетчик в режиме счета.

пример

3-битный двоичный счетчик пульсаций вверх / вниз.

  • 3-битный - следовательно, требуется три FF.

  • ВВЕРХ / ВНИЗ - так что вход управления режимом имеет важное значение.

  • Для счетчика пульсаций выход Q предыдущего FF подключен к входу тактового сигнала следующего.

  • Для счетчика пульсаций выход Q предыдущего FF подключен к входу тактового сигнала следующего.

  • Для счетчика пульсаций выход Q bar предыдущего FF соединяется с тактовым входом следующего.

  • Пусть выбор выхода Q и Q bar предыдущего FF управляется входом управления режимом M таким образом, что, если M = 0, счет UP. Так что подключите Q к CLK. Если М = 1, счет ВНИЗ. Так что подключите Q бар к CLK.

Блок-схема

Блок-схема счетчиков Up / Down

Таблица правды

Таблица истинности счетчиков Up / Down

операция

SN Условие операция
1 Случай 1 - с М = 0 (режим повышенного счета)

Если M = 0 и M bar = 1, то вентили AND и 1 на рис. будет включен, тогда как логические элементы И 2 и 4 будут отключены.

Следовательно, Q A подключается к входу синхронизации FF-B, а Q B подключается к входу синхронизации FF-C.

Эти соединения такие же, как и для обычного счетчика. Таким образом, при М = 0 схема работает как счетчик с повышением частоты.

2 Случай 2: с М = 1 (режим обратного отсчета)

Если M = 1, то И вентили 2 и 4 на рис. включены, тогда как логические элементы И 1 и 3 отключены.

Следовательно, панель Q A подключается к тактовому входу FF-B, а панель Q B подключается к тактовому входу FF-C.

Эти соединения будут производить обратный счетчик. Таким образом, при М = 1 схема работает как обратный счетчик.

Счетчик модулей (счетчик MOD-N)

2-битный счетчик пульсаций называется счетчиком MOD-4, а 3-битный счетчик пульсаций называется счетчиком MOD-8. Таким образом, в общем случае n-битный счетчик пульсаций называется счетчиком по модулю N. Где, MOD номер = 2 н .

Тип модуля

  • 2-битный вверх или вниз (MOD-4)
  • 3 бита вверх или вниз (MOD-8)
  • 4 бита вверх или вниз (MOD-16)

Применение счетчиков

  • Частотомер
  • Цифровые часы
  • Измерение времени
  • А в D конвертер
  • Схемы делителя частоты
  • Цифровой генератор треугольных волн.