Contor sincron

Ce este un Counter?

Un contor este un dispozitiv care poate conta orice eveniment particular pe baza de câte ori are loc evenimentul respectiv. Într-un sistem de logică digitală sau computere, acest contor poate număra și stoca de câte ori a avut loc un anumit eveniment sau proces, în funcție de un semnal de ceas. Cel mai frecvent tip de contor este circuitul logic logic secvențial cu o singură intrare de ceas și mai multe ieșiri. Ieșirile reprezintă numere zecimale codate binare sau binare. Fiecare impuls de ceas fie mărește numărul, fie micșorează numărul.

Contor sincron

Synchrounous se referă în general la ceva care este coordonat cu alții în funcție de timp. Semnalele sincrone apar la aceeași rată de ceas și toate ceasurile urmează același ceas de referință.

În tutorialul anterior al contorului asincron, am văzut că ieșirea contorului respectiv este direct conectată la intrarea următorului contor ulterior și realizarea unui sistem de lanț și, datorită acestui sistem de lanț, întârzierea de propagare apare în timpul etapei de numărare și creează întârzieri de numărare. În contorul sincron, intrarea ceasului pe toate flip-flop-urile utilizează aceeași sursă și creează același semnal de ceas în același timp. Deci, un contor care utilizează același semnal de ceas de la aceeași sursă în același timp se numește contor sincron.

Contor sus sincron

În imaginea de mai sus, este prezentat designul de bază al contorului sincron, care este contorul sincron în sus. Un contor sincron de 4 biți începe să numere de la 0 (0000 în binar) și crește sau numără în sus până la 15 (1111 în binar) și apoi începe un nou ciclu de numărare prin resetare. Frecvența sa de funcționare este mult mai mare decât aceeași gamă Contor asincron. De asemenea, nu există întârziere de propagare în contorul sincron doar pentru că toate bistabilele sau stadiul contorului se află în sursă de ceas paralel și ceasul declanșează toate contoare în același timp.

Ceasul extern este furnizat direct tuturor flip-flops-urilor JK în același timp, în mod paralel. Dacă vedem circuitul, primul flip-flop, FFA, care este cel mai puțin semnificativ bit în acest contor sincron de 4 biți, este conectat la o intrare externă Logic 1 prin pinul J și K. Datorită acestei conexiuni, logica HIGH a semnalului Logic 1, schimbă starea primului flip-flop la fiecare impuls de ceas.

Etapa următoare, al doilea flip-flop FFB, pinul de intrare al lui J și K este conectat la ieșirea primului flip-flop. În cazul FFC și FFD, două porți AND separate asigură logica necesară între ele. Acele porți ȘI creează logică folosind intrarea și ieșirea de pe flip-flop-urile anterioare.

Putem crea aceeași secvență de numărare utilizată în contorul asincron făcând o situație în care fiecare flip-flop își schimbă starea în funcție de faptul că toate ieșirile precedente de flip-flops sunt sau nu în logică. Dar în acest scenariu, nu va exista niciun efect de ondulare doar pentru că toate flip-flop-urile sunt ceasurate în același timp.

Contor descendent sincron

Modificări ușoare în secțiunea ȘI, și folosind ieșirea inversată de la flip-flop JK, putem crea contor sincron. Un contor sincron de 4 biți începe să numere de la 15 (1111 în binar) și descrește sau numără în jos până la 0 sau 0000 și după aceea va începe un nou ciclu de numărare prin resetare. În contor sincron descendent, intrarea AND Gate este modificată. Prima intrare FFA Flip-flop este aceeași cu cea folosită în contorul de sincronizare sus sincron. În loc să alimentăm direct ieșirea primului flip-flop către următorul flip-flop ulterior, folosim pinul de ieșire inversat, care este utilizat pentru a da intrarea J și K pe următorul flip-flop FFB și, de asemenea, utilizat ca pin de intrare pe AND Poartă. La fel ca la circuitul anterior, două porți AND oferă logica necesară următoarelor două flip-flops FFC și FFD.

Diagrama sincronizării contorului sincron

În imaginea de mai sus, este afișată intrarea ceasului între flip-flops și diagrama de sincronizare a ieșirii. La fiecare impuls de ceas, contorul sincron contează secvențial. Ieșirea de numărare pe patru pini de ieșire este incrementală de la 0 la 15, în binar 0000 la 1111 pentru contorul sincron de 4 biți. După 15 sau 1111, contorul se resetează la 0 sau 0000 și contează din nou cu un nou ciclu de numărare.

Pentru contorul sincron în care ieșirea inversată este conectată pe poarta ȘI, se întâmplă exact opus pasul de numărare. Contorul începe să numere de la 15 sau 1111 la 0 sau 0000 și apoi reporniți pentru a începe un nou ciclu de numărare și începe din nou de la 15 sau 0000.

Contor de decenii sincron pe 4 biți

La fel ca și contorul asincron, un contor Decade sau un contor BCD care poate conta 0 până la poate fi realizat prin baschet în cascadă. La fel ca și contorul asincron, va avea, de asemenea, caracteristica „împărțiți cu n” cu numărul modulo sau MOD. Trebuie să creștem numărul MOD al contorului sincron (poate fi în configurație Sus sau Jos).

Aici este prezentat circuitul contorului de decenii sincroni pe 4 biți-

Circuitul de mai sus este realizat folosind contorul binar sincron, care produce secvența de numărare de la 0 la 9. Sunt implementate logici suplimentare pentru secvența de stare dorită și pentru a converti acest contor binar în contor de deceniu (numerele de bază 10, zecimale). Când ieșirea atinge numărul 9 sau 1001, contorul se va reseta la 0000 și va conta din nou până la 1001.

În circuitul de mai sus, porțile AND vor detecta secvența de numărare ajunge la 9 sau 1001 și va schimba starea unui al treilea flip-flop din stânga, FFC pentru a-și schimba starea la următorul impuls de ceas. Contorul se resetează apoi la 000 și din nou începe să numere până când se ajunge la 1001.

MOD-12 poate fi realizat din circuitul de mai sus dacă schimbăm poziția porților AND și va conta 12 stări de la 0 (0000 în binar) la 11 (1011 în binar) și apoi se va reseta la 0.

Informații legate de Trigger Pulse

Există două tipuri de flip-flops declanșate de margine, margine pozitivă sau margine negativă.

Flip-flopurile Edge pozitive sau Rising Edge contează un singur pas când intrarea ceasului își schimbă starea din Logic 0 în Logic 1, în alt termen Logic Low în Logic High.

Pe de altă parte, flip-flops-urile Negative Edge sau Edge Edge care scad contează un singur pas când intrarea ceasului își schimbă starea din Logic 1 în Logic 0, în alt termen Logic High în Logic Low.

Contoarele Ripple utilizează plusuri de ceas declanșate sau marginea negativă pentru a schimba starea. Există un motiv în spatele ei. Acesta va face mai ușoare oportunități de a contoriza contoare, deoarece bitul cel mai semnificativ al unui contor ar putea conduce intrarea ceasului contorului următor.

Oferta de contor sincron se realizează și se introduce în pin pentru contorizarea aplicației conexe. Datorită acestui fapt, nu există întârziere de propagare în interiorul circuitelor.

Avantajele și dezavantajele contorului sincron

Acum suntem familiarizați cu contorul sincron și care sunt diferențele dintre contorul asincron și contorul sincron. Contorul sincron elimină multe limitări care ajung în contorul asincron.

De Avantajele contorului sincronă este ca urmează-

1. Este mai ușor de proiectat decât contorul asincron.
2. Acționează simultan.
3. Nu există întârziere de propagare asociată cu aceasta.
4. Secvența de numărare este controlată folosind porți logice, șansele de eroare sunt mai mici.
5. Funcționare mai rapidă decât contorul asincron.

Deși există multe avantaje, un dezavantaj major al lucrului cu contorul sincron este că necesită multă logică suplimentară pentru a efectua.

Utilizarea contorului sincron

Puține aplicații în care sunt utilizate contoare sincrone-

1. Controlul mișcării mașinii
2. Contor RPM motor
3. Codificatoare cu arbore rotativ
4. Generatoare digitale de ceas sau impulsuri.
5. Ceasuri digitale și sisteme de alarmă.