Внимательно наблюдая за производственной линией стеклянных бутылок, которые упаковывались машинами по 10 бутылок в упаковке, пытливый ум задается вопросом - откуда машина знает, как считать количество бутылок? Что учит машины считать? Поиск ответа на этот вопрос приведет к очень интересному изобретению под названием - « Счетчик Счетчики - это схема, которая считает поданные тактовые импульсы. Обычно они создаются с использованием шлепанцев. В зависимости от того, как используются часы для их работы, счетчики классифицируются как Синхронные и асинхронные счетчики . В этой статье давайте посмотрим на асинхронный счетчик, известный как Счетчик пульсации .
Что такое счетчик пульсаций?
Прежде чем перейти к Ripple Counter, давайте познакомимся с условиями Синхронные и асинхронные счетчики . Счетчики - это схемы, выполненные с использованием триггеров. Синхронный счетчик, как следует из названия, имеет все шлепанцы работают синхронно с тактовым импульсом, а также друг с другом. Здесь тактовый импульс применяется к каждому триггеру.
Тогда как в асинхронном счетчике тактовый импульс применяется только к начальному триггеру, значение которого будет рассматриваться как LSB. Вместо тактового импульса выход первого триггера действует как тактовый импульс для следующего триггера, выход которого используется как тактовый сигнал для следующего в строке триггера и так далее.
Таким образом, в асинхронном счетчике после перехода к предыдущему триггеру происходит переход следующего триггера, а не в то же время, как в синхронном счетчике. Здесь триггеры соединены по схеме Master-Slave.
Счетчик пульсации: Счетчик пульсаций - это асинхронный счетчик. Он получил свое название, потому что тактовый импульс проходит через цепь. Счетчик пульсаций n-MOD содержит n триггеров, и схема может считать до 2п значения до того, как оно вернется к начальному значению.
Эти счетчики могут подсчитывать по-разному в зависимости от их схемы.
СЧЕТЧИК ВВЕРХ: Подсчитывает значения в порядке возрастания.
ВНИЗ СЧЕТЧИК: Подсчитывает значения в порядке убывания.
СЧЕТЧИК ВВЕРХ-ВНИЗ: Счетчик, который может считать значения в прямом или обратном направлении, называется счетчиком вверх-вниз или обратимым счетчиком.
РАЗДЕЛИТЬ НА СЧЕТЧИК N: Вместо двоичного числа мы можем иногда требовать подсчета до N, которое имеет основание 10. Счетчик пульсаций, который может считать до значения N, которое не является степенью 2, называется счетчиком деления на N.
Схема счетчика пульсаций и временная диаграмма
В работа счетчика пульсаций лучше всего можно понять на примере. В зависимости от количества используемых триггеров могут быть разработаны 2-битные, 3-битные, 4-битные… .. счетчики пульсаций. Давайте посмотрим на работу 2-битного двоичный счетчик пульсаций понять концепцию.
К двоичный счетчик может считать до 2-битных значений. 2-MOD счетчик может сосчитать 2два= 4 значения. Поскольку здесь значение n равно 2, мы используем 2 триггера. При выборе типа триггера следует помнить, что счетчики Ripple могут быть сконструированы только с использованием тех триггеров, которые имеют условие для переключения, как в Шлепанцы JK и T .
Двоичный счетчик пульсаций с использованием JK Flip Flop
Схема устройства двоичный счетчик пульсаций как показано на рисунке ниже. Здесь два Шлепанцы JK Используются J0K0 и J1K1. На входы JK триггеров подается сигнал высокого напряжения, поддерживающий их в состоянии 1. Символ синхронизирующего импульса указывает на сработавший отрицательный синхронизирующий импульс. Из рисунка можно заметить, что выходной сигнал Q0 первого триггера применяется как тактовый импульс ко второму триггеру.
Двоичный счетчик пульсаций с использованием JK Flip Flop
Здесь выход Q0 - это младший бит, а выход Q1 - это бит MSB. Функционирование счетчика можно легко понять, используя таблицу истинности триггера JK.
| Jп | Кп | Qп + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qп 1 0 Qп |
Итак, согласно таблице истинности, когда оба входа равны 1, следующее состояние будет дополнением к предыдущему состоянию. Это условие используется в триггере пульсации. Поскольку мы подали высокое напряжение на все входы JK триггеров, они находятся в состоянии 1, поэтому они должны переключать состояние на отрицательном конце тактового импульса. при переходе с 1 на 0 тактового импульса. Временная диаграмма двоичного счетчика пульсаций ясно объясняет принцип действия.
Временная диаграмма двоичного счетчика пульсаций
На временной диаграмме мы можем наблюдать, что Q0 меняет состояние только во время отрицательного фронта применяемых часов. Первоначально триггер находится в состоянии 0. Триггер остается в этом состоянии до тех пор, пока применяемые часы не перейдут с 1 на 0. Поскольку значения JK равны 1, триггер должен переключаться. Таким образом, он меняет состояние с 0 на 1. Процесс продолжается для всех импульсов часов.
Количество входных импульсов | Q1 | Q0 |
| 0 1 два 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Что касается второго триггера, то здесь форма сигнала, генерируемая триггером 1, дается как тактовый импульс. Итак, как мы можем видеть на временной диаграмме, когда Q0 переходит с 1 на 0, состояние Q1 изменяется. Здесь не учитывайте приведенный выше тактовый импульс, только следите за формой волны Q0. Обратите внимание, что выходные значения Q0 рассматриваются как LSB, а Q1 - как MSB. На временной диаграмме видно, что счетчик считает значения 00,01,10,11, затем сбрасывается и снова запускается с 00,01,… до тех пор, пока тактовые импульсы не будут поданы на триггер J0K0.
3-битный счетчик пульсаций с использованием триггера JK - таблица истинности / временная диаграмма
В 3-битном счетчике пульсаций в схеме используются три триггера. Поскольку здесь значение «n» равно трем, счетчик может считать до 23= 8 значений. 000,001,010,011,100,101,110,111. Принципиальная схема и временная диаграмма приведены ниже.
Двоичный счетчик пульсаций с использованием JK Flip Flop
Временная диаграмма 3-битного счетчика пульсаций
Здесь форма выходного сигнала Q1 подается как тактовый импульс на триггер J2K2. Итак, когда Q1 переходит с 1 на 0, состояние Q2 изменяется. Выходом Q2 является MSB.
Количество импульсов | Qдва | Q1 | Q0 |
0 1 два 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-битный счетчик пульсаций с использованием JK-триггера - принципиальная и временная диаграмма
В 4-битном счетчике пульсаций значение n равно 4, поэтому используются 4 JK-триггера, и счетчик может считать до 16 импульсов. Ниже принципиальная схема и временная диаграмма приведены вместе с таблицей истинности.
4-битный счетчик пульсаций с использованием JK Flip Flop
Временная диаграмма 4-битного счетчика пульсаций
4-битный счетчик пульсаций с использованием D-триггера
Когда дело доходит до выбора триггера для конструирования счетчика пульсации, важно учитывать то, что триггер должен содержать условие для переключения состояний. Этому условию удовлетворяют только триггеры T и JK.
Из таблицы истинности D-шлепки , ясно видно, что он не содержит условия переключения. Итак, когда D-триггер, используемый в качестве счетчика пульсаций, имеет начальное значение, равное 1. Когда тактовый импульс претерпевает переход от 1 к 0, триггер должен изменить состояние. Но согласно таблице истинности, когда значение D равно 1, оно остается на 1, пока значение D не изменится на 0. Таким образом, форма сигнала D0-триггера всегда будет оставаться 1, что бесполезно для подсчета. Таким образом, D-триггер не учитывается при построении счетчиков пульсаций.
Разделить на N счетчик
Счетчик пульсаций считает значения до 2п. Таким образом, подсчет значений, которые не являются степенями двойки, невозможно с схема что мы видели до сих пор. Но путем модификации мы можем заставить счетчик пульсаций подсчитывать значение, которое не может быть выражено как степень 2. Такой счетчик называется Разделить на N счетчик .
Счетчик декады
Количество шлепанцев n, которые будут использоваться в этой конструкции, выбрано таким образом, чтобы 2п> N, где N - счетчик. Наряду с триггерами добавляется вентиль обратной связи, так что при счете N все триггеры сбрасываются в ноль. Эта цепь обратной связи представляет собой просто Ворота NAND чьи входы являются выходами Q тех триггеров, выход которых Q = 1 на счетчике N.
Давайте посмотрим на схему счетчика, для которого значение N равно 10. Этот счетчик также известен как Счетчик декады так как считается до 10. Здесь количество шлепанцев должно быть 4 из-за 24= 16> 10. И при подсчете N = 10 выходы Q1 и Q3 будут равны 1. Таким образом, они подаются как входы для логического элемента И-НЕ. Выходной сигнал логического элемента И-НЕ применяется ко всем триггерам, тем самым сбрасывая их на ноль.
Недостатки счетчика пульсаций
Время распространения переноса - это время, необходимое счетчику для завершения реакции на данный входной импульс. Как и в счетчике пульсаций, тактовый импульс является асинхронным, для завершения ответа требуется больше времени.
Применение счетчика пульсаций
Эти счетчики часто используются для измерения времени, измерения частоты, измерения расстояния, измерения скорости, генерации сигналов, частотного разделения, цифровых компьютеров, прямого счета и т. Д.
Таким образом, это все о краткая информация о счетчике пульсаций, построение работы двоичных, 3-х и 4-х битных счетчиков с использованием JK-триггера вместе со схемой, временная диаграмма счетчика пульсаций , и таблица истинности. Основная причина создания счетчика пульсаций с D-триггером, недостатки и возможности применения счетчика пульсаций. вот вопрос к вам, что это 8-битный счетчик пульсаций ?
