Uważnie obserwując linię produkcyjną butelek szklanych, które były pakowane po 10 butelek w opakowaniu przez maszyny, dociekliwy umysł pyta - Skąd maszyna wie, jak liczyć butelki? Co uczy maszyny liczyć? Poszukiwanie odpowiedzi na tę ciekawostkę doprowadzi do bardzo interesującego wynalazku o nazwie - „ Licznik ”. Liczniki to obwód, który zlicza zastosowane impulsy zegara. Są one zwykle projektowane za pomocą klapek. Na podstawie sposobu, w jaki zegar jest stosowany, liczniki ich funkcjonowania są klasyfikowane jako Liczniki synchroniczne i asynchroniczne . W tym artykule przyjrzyjmy się licznikowi asynchronicznemu, który jest znany jako Licznik tętnień .
Co to jest licznik tętnień?
Zanim przejdziemy do Ripple Counter, zapoznajmy się z warunkami Liczniki synchroniczne i asynchroniczne . Liczniki to obwody wykonane za pomocą przerzutników. Licznik synchroniczny, jak sama nazwa wskazuje, ma wszystko japonki pracuje w synchronizacji z impulsem zegara, a także ze sobą. Tutaj impuls zegarowy jest stosowany do każdego przerzutnika.
Podczas gdy w asynchronicznym liczniku impuls zegarowy jest stosowany tylko do początkowego przerzutnika, którego wartość byłaby traktowana jako LSB. Zamiast impulsu zegarowego, wyjście pierwszego przerzutnika działa jako impuls zegarowy do następnego przerzutnika, którego wyjście jest używane jako zegar do następnego przerzutnika w linii i tak dalej.
Tak więc w liczniku asynchronicznym po przejściu poprzedniego przerzutnika następuje przejście następnego przerzutnika, a nie w tym samym czasie, co w liczniku synchronicznym. Tutaj klapki łączone są w układzie Master-Slave.
Licznik tętnień: Licznik tętnień jest licznikiem asynchronicznym. Swoją nazwę zawdzięcza temu, że w obwodzie pulsuje zegar. Licznik tętnień n-MOD zawiera liczbę n przerzutników, a obwód może liczyć do 2n wartości, zanim zresetuje się do wartości początkowej.
Liczniki te mogą liczyć na różne sposoby w zależności od ich obwodów.
LICZNIK W GÓRĘ: Zlicza wartości w kolejności rosnącej.
LICZNIK W DÓŁ: Zlicza wartości w porządku malejącym.
LICZNIK GÓRA-DÓŁ: Licznik, który może zliczać wartości w kierunku do przodu lub do tyłu, nazywany jest licznikiem góra-dół lub licznikiem odwracalnym.
PODZIEL według N COUNTER: Zamiast binarnego, czasami możemy wymagać zliczenia do N o podstawie 10. Licznik tętnień, który może liczyć do wartości N, która nie jest potęgą 2, nazywa się licznikiem Podziel przez N.
Schemat obwodu licznika tętnień i schemat czasowy
Plik działanie licznika tętnień można najlepiej zrozumieć na przykładzie. W oparciu o liczbę używanych przerzutników można zaprojektować 2-bitowe, 3-bitowe, 4-bitowe… .. liczniki tętnień. Spójrzmy na działanie 2-bitowego binarny licznik tętnień zrozumieć koncepcję.
DO licznik binarny może liczyć do 2-bitowych wartości. Licznik 2-MOD może liczyć 2dwa= 4 wartości. Ponieważ tutaj wartość n wynosi 2, używamy 2 przerzutników. Wybierając rodzaj przerzutnika należy pamiętać, że liczniki Ripple można zaprojektować tylko z wykorzystaniem tych przerzutników, które mają warunek przełączania jak w Japonki JK i T. .
Binarny licznik tętnień za pomocą JK Flip Flop
Układ obwodu a binarny licznik tętnień jest jak pokazano na poniższym rysunku. Tutaj dwa Japonki JK Używane są J0K0 i J1K1. Wejścia JK przerzutników są zasilane sygnałem wysokiego napięcia, utrzymując je w stanie 1. Symbol impulsu zegarowego wskazuje na wyzwalany ujemnie impuls zegarowy. Na rysunku można zauważyć, że wyjście Q0 pierwszego przerzutnika jest przykładane jako impuls zegarowy do drugiego przerzutnika.
Binarny licznik tętnień za pomocą JK Flip Flop
Tutaj wyjście Q0 to LSB, a wyjście Q1 to bit MSB. Funkcjonowanie licznika można łatwo zrozumieć za pomocą tablicy prawdy w flip flopie JK.
| jotn | DOn | Qn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qn 1 0 Qn |
Tak więc, zgodnie z tabelą Prawdy, gdy oba wejścia mają wartość 1, następny stan będzie uzupełnieniem poprzedniego stanu. Ten warunek jest używany w ripple flip flop. Ponieważ przyłożyliśmy wysokie napięcie do wszystkich wejść JK przerzutników, są one w stanie 1, więc muszą one przełączyć stan na ujemnym końcu impulsu zegarowego. przy przejściu 1 do 0 impulsu zegarowego. Diagram czasowy binarnego licznika tętnień jasno wyjaśnia operację.
Diagram czasowy binarnego licznika tętnień
Z wykresu czasowego możemy zauważyć, że Q0 zmienia stan tylko podczas ujemnego zbocza zastosowanego zegara. Początkowo przerzutnik jest w stanie 0. Przerzutnik pozostaje w stanie, dopóki zegar nie zmieni wartości z 1 na 0. Ponieważ wartości JK wynoszą 1, przerzutnik powinien się przełączyć. Zatem zmienia stan z 0 na 1. Proces jest kontynuowany przez wszystkie impulsy zegara.
Liczba impulsów wejściowych | Q1 | Q0 |
| 0 1 dwa 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Przechodząc do drugiego przerzutnika, tutaj przebieg generowany przez przerzutnik 1 jest podany jako impuls zegarowy. Tak więc, jak widać na wykresie czasowym, gdy Q0 przechodzi z 1 do 0, zmienia się stan Q1. Tutaj nie należy brać pod uwagę powyższego impulsu zegarowego, tylko podążać za kształtem fali Q0. Należy zauważyć, że wartości wyjściowe Q0 są uważane za LSB, a Q1 są uważane za MSB. Na wykresie czasowym możemy zauważyć, że licznik zlicza wartości 00,01,10,11, a następnie sam się resetuje i zaczyna od nowa od 00,01,… aż do przyłożenia impulsów zegarowych do przerzutnika J0K0.
3-bitowy licznik tętnień wykorzystujący przerzutnik JK - Tablica prawdy / Diagram czasowy
W 3-bitowym liczniku tętnień w obwodzie zastosowano trzy przerzutniki. Ponieważ tutaj wartość „n” wynosi trzy, licznik może liczyć do 23= 8 wartości, tj. 000,001,010,011,100,101,110,111. Schemat obwodu i schemat czasowy podano poniżej.
Binarny licznik tętnień za pomocą JK Flip Flop
3-bitowy schemat czasowy licznika tętnień
Tutaj przebieg wyjściowy Q1 jest podawany jako impuls zegarowy do przerzutnika J2K2. Tak więc, gdy Q1 przechodzi z 1 do 0 przejść, stan Q2 ulega zmianie. Wyjście Q2 to MSB.
Liczba impulsów | Qdwa | Q1 | Q0 |
0 1 dwa 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-bitowy licznik tętnień przy użyciu przerzutnika JK - schemat obwodu i schemat czasowy
W 4-bitowym liczniku tętnień wartość n wynosi 4, więc używane są 4 przerzutniki JK, a licznik może liczyć do 16 impulsów. Poniżej schemat połączeń i schemat czasowy są podane wraz z tabelą prawdy.
4-bitowy licznik tętnień przy użyciu JK Flip Flop
4-bitowy schemat czasowy licznika tętnień
4-bitowy licznik tętnień przy użyciu funkcji D Flip Flop
Jeśli chodzi o wybór Flip Flop do licznika Ripple, należy wziąć pod uwagę ważną kwestię, która polega na tym, że flip flop powinien zawierać warunek przełączania stanów. Warunek ten spełniają tylko klapki T i JK.
Z tabeli prawdy Przerzutka D. , widać wyraźnie, że nie zawiera warunku przełączania. Tak więc, gdy przerzutnik D używany jako licznik tętnień ma wartość początkową 1. Gdy impuls zegarowy przechodzi z 1 na 0, przerzutnik powinien zmienić stan. Ale zgodnie z tabelą prawdy, gdy wartość D wynosi 1, pozostaje na 1, dopóki wartość D nie zostanie zmieniona na 0. Zatem przebieg przerzutki D0 zawsze pozostanie 1, co nie jest przydatne do zliczania. Tak więc przerzutnik D nie jest brany pod uwagę przy konstruowaniu liczników tętnień.
Podziel przez licznik N.
Licznik tętnień zlicza wartości do 2n. Tak więc zliczanie wartości, które nie są potęgami 2, nie jest możliwe z obwody które widzieliśmy do tej pory. Ale poprzez modyfikację możemy utworzyć licznik tętnień, aby policzyć wartość, której nie można wyrazić jako potęgę 2. Taki licznik nazywa się Podziel przez licznik N. .
Licznik dekad
Liczba klapek n używanych w tym projekcie jest dobrana w taki sposób, aby 2n> N, gdzie N jest liczbą liczników. Wraz z klapkami dodawana jest bramka sprzężenia zwrotnego, dzięki czemu przy liczeniu N wszystkie klapki są resetowane do zera. Ten obwód sprzężenia zwrotnego to po prostu Brama NAND których wejścia są wyjściami Q tych przerzutników, których wyjście Q = 1 przy liczniku N.
Zobaczmy obwód licznika, dla którego wartość N wynosi 10. Ten licznik jest również znany jako Licznik dekad ponieważ liczy do 10. Tutaj liczba klapek powinna wynosić 4, ponieważ 24= 16> 10. A przy liczbie N = 10 wyjścia Q1 i Q3 będą równe 1. Więc są one podane jako wejścia do bramki NAND. Wyjście bramki NAND jest stosowane do wszystkich przerzutników, resetując je w ten sposób do zera.
Wady licznika Ripple
Czas propagacji przenoszenia to czas potrzebny licznikowi do zakończenia odpowiedzi na dany impuls wejściowy. Podobnie jak w przypadku licznika tętnień, impuls zegarowy jest asynchroniczny, a zakończenie odpowiedzi wymaga więcej czasu.
Zastosowania Ripple Counter
Liczniki te są często używane do pomiaru czasu, pomiaru częstotliwości, pomiaru odległości, pomiaru prędkości, generowania przebiegu, podziału częstotliwości, komputerów cyfrowych, zliczania bezpośredniego itp.
A więc o to chodzi krótka informacja o liczniku tętnień, działanie konstrukcji liczników binarnych, 3-bitowych i 4-bitowych z wykorzystaniem JK-Flip Flop wraz ze schematem połączeń, wykres czasowy licznika tętnień i tabela prawdy. Główny powód budowy licznika tętnień z D-Flip Flop, wady i zastosowania Ripple Counter. oto pytanie do ciebie, co to jest 8-bitowy licznik tętnień ?
![Diody stykowe punktowe [historia, konstrukcja, obwód aplikacyjny]](https://electronics.jf-parede.pt/img/electronics-tutorial/38/point-contact-diodes-history-construction-application-circuit-1.jpg)
