Счетчики представляют собой последовательные схемы, функция которых заключается в подсчете импульсов, частоты и времени сигнала с использованием одного тактового сигнала. Это важный компонент цифровая электроника ведь на счетчиках работают целые электронные устройства. Они созданы путем группирования набора (похожих или разных) триггеров. Счетчики работают в разных режимах модулей, которые представлены количеством состояний цикла. Есть два типа счетчики , это синхронный и асинхронный счетчик. Синхронный счетчик работает на основе входного тактового сигнала, а асинхронный счетчик не зависит от входного тактового сигнала. Синхронный счетчик - это регистр сдвига счетчик, который далее классифицируется как кольцевой счетчик и счетчик витого типа.

Что такое счетчик звонков?

Определение: Счетчик звонков также известен как SISO ( серийный в серийный выход ) счетчик регистра сдвига, где выход триггера соединен с входом триггера, который действует как кольцевой счетчик. Конструкция кольцевого счетчика может быть выполнена с использованием четырех D-шлепанцы с общим тактовым сигналом и приоритетным входом можно подключить к предустановке и сбросу.

Блок-схема счетчика звонков

блок-схема счетчика звонков

Из приведенной выше диаграммы

1). Количество используемых состояний равно 4 (где нет состояний = количество используемых триггеров).

2). Pre-set или Clear: Основная функция этого режима - если входной тактовый сигнал изменяется, то и выходное значение также изменяется.

Подключения выполняются следующим образом

Один вход подключен к первому триггеру ff0-Q0,
Другой вход подключен к CLR трех других триггеров, таких как ff1, ff2, ff3.

Рабочая теория

Например, давайте возьмем условие, в котором pre-set = «0000», тогда выходные данные, полученные на каждом триггере, будут следующими. Для FF0 выход на Q0 равен «1», тогда как в других триггерах, таких как ff, ff2, ff3 (которые подключены к сбросу, где CLR = 0), выходы получаются при Q1 = Q2 = Q3 = ’0 ′. Это можно понять, следуя таблице истинности и ее выходным сигналам, полученным при выполнении с использованием кода Verilog HDL в Программное обеспечение Xilinx.

Таблица правды

ИЛИ	CLK	Q0	Q1	2 квартал	3 квартал
Низкий пульс	Икс	1	0	0	0
1 “как сделать пьезоэлектрический преобразователь ”	0	0	1	0	0
1	0	0	0	1	0
1	0	0	0	0	1
1	0	1	0	0	0

Где

Входы = ORI и CLK

X = Clock может быть либо положительным, либо отрицательным фронтом

Выходы = Q0, Q1, Q2, Q3.

Из таблицы видно, что «1» смещается по диагонали от Q0 к Q3 и снова возвращается к «Q0». Это показывает, что он работает как счетчик звонков.

Программа Verilog HDL для счетчика звонков

модуль dff (q, d, c)
выход q
вход d, c
reg q
исходный
q = 1’b1
всегда @ (posedge c)
q = d
конечный модуль

модуль dff1 (q, d, clk)
выход q
вход d, clk
reg q
исходный
q = 1’b0
всегда @ (posedge clk)
q = d
конечный модуль

модуль кольцо (q, clk)
inout [3: 0] q
входной clk
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
конечный модуль

Временная диаграмма счетчика звонков

Временная диаграмма счетчика звонков показана ниже.

временная диаграмма счетчика звонков

Классификация счетчиков звонков

Счетчики звонков делятся на два типа:

Прямой Тип

Альтернативное название прямого типа - «один горячий счетчик», где выход конечного триггера предоставляется как обратная связь на вход стартового триггера. Где двоичная цифра 0/1 циркулирует в кольцевой форме. Используются два управляющих сигнала Pre-set (PR) и тактовый сигнал (CLK). Если PR подключен к FF 0, а CLR передается FF3. Ниже представлена блок-схема четырехступенчатого прямого кольцевого счетчика.

прямой счетчик

Таблица истинности счетчика прямого кольцевого типа

таблица истинности прямого типа

Временная диаграмма прямого типа

временная диаграмма прямого типа

Скрученный Тип

Альтернативное название витого типа - стрелочный хвост / шагающий / счетчик типа Джонсона. Дополненный выход конечного триггера - это обратная связь на вход стартового триггера. Где поток единиц и нулей течет в форме кольца. Счетчик витого типа использует два управляющих сигнала, например, CLK и ORI. Где CLK и ORI являются общими для всех четырех шлепанцев. Ниже представлена блок-схема 4-х ступенчатого витого счетчика кольцевого типа.

Таблица истинности витого типа

ИЛИ	CLK	Q0	Q1	2 квартал	3 квартал
Низкий пульс	Икс	0	0	0	0
1	1	1	0	0	0
1	1	1	1	0	0
1	1	1	1	1	0
1	1	1	1	1	1
1	1	0	1	1	1
1	1	0	0	1	1
1	1	0	0	0	1

Временная диаграмма витого типа

Временная диаграмма витого типа показана ниже.

временная диаграмма типа Джонсона

Разница между счетчиком кольцевого типа и счетчиком типа Джонсона

Ниже приводится сравнение счетчика звонков и счетчика Джонсона.

Счетчик звонков	Счетчик Джонсона
Выход последнего триггера используется как входной сигнал для стартового триггера.	Выходные данные последнего триггера дополняются и передаются в качестве входных данных для стартового триггера.
Количество состояний = Количество используемых триггеров	Если используется 'n' триггеров, то требуется '2n' состояний.
Вход частота = п	Входная частота = f
Выходная частота = f / n	Выходная частота = f / 2n
Всего неиспользуемых состояний = (2^п- п)	Всего неиспользуемых состояний = (2^п- 2н)

Преимущества

Может кодировать и расшифровать логику
Реализация может быть выполнена с помощью JK и D-шлепанцы

Недостатки

Недостатки:

Из 15 штатов используются 4 состояния
Несамозапускающийся.

Приложения

Ниже приведены приложения

Частотомер
АЦП
Цифровые часы
Измеряйте таймеры, скорость и т. Д.

FAQ's

1). Сколько состояний в 10-битном счетчике звонков?

В 10-битном кольцевом счетчике используется 10 состояний.

2). Что такое асинхронный счетчик?

Асинхронный счетчик работает асинхронно, то есть не зависит от тактового импульса. Имеет 2n - 1 состояние.

3). Что такое мод счетчика?

Другое название счетчика модов - счетчик модуля. Он определяется как количество состояний счетчика.

4). Что вы имеете в виду под счетчиком Джонсона?

Счетчик Джонсона - это один из типов кольцевого счетчика, в котором выход последнего триггера дополняется и обратная связь поступает на вход первого триггера. Количество используемых состояний - 2n.

5). Что такое счетчик деления на N?

Деление на счетчик N означает деление входной тактовой частоты на N.

6). Что вы имеете в виду под сдвиговым регистром SISO?

Регистр SISOshift является последовательным последовательным выходом из регистра, где входные и выходные данные обрабатываются последовательно один за другим, а результат сохраняется в регистре.

Таким образом, счетчик является важным компонентом цифровых электронов. Классифицируются как синхронные (кольцевые и витые) и асинхронные счетчики. Таким образом, это обзор счетчика звонков, который использует два управляющих сигнала, тактовый и предварительно установленный. На основе этих сигналов они работают в кольцевом формате, поэтому они называются счетчиками звонков, они далее классифицируются как прямые и витые. Где каждый счетчик имеет свой дизайн, достоинства и недостатки.