Kratko o brojaču valova s ​​krugovnim i vremenskim dijagramima

Kratko o brojaču valova s ​​krugovnim i vremenskim dijagramima

Tijekom pažljivog promatranja proizvodne linije staklenih boca, koje su strojevi pakirali u 10 boca po paketu, znatiželjna pitanja postavljaju pitanje - Kako stroj zna računati broj boca? Što uči strojeve kako računati? Traženje odgovora za rješavanje ove znatiželje dovest će do vrlo zanimljivog izuma nazvanog - ' Brojač '. Brojači su sklop koji broji primijenjene taktove. Obično se dizajniraju pomoću japanki. Na temelju načina na koji se sat primjenjuje za njihovo funkcioniranje, brojači su klasificirani kao Sinkroni i asinkroni brojači . U ovom članku pogledajmo asinkroni brojač koji je poznat kao Brojač talasa .



Što je Ripple Counter?

Prije skoka na Ripple Counter, upoznajmo se s pojmovima Sinkroni i asinkroni brojači . Brojači su sklopovi izrađeni pomoću japanki. Sinkroni brojač, kao što i samo ime govori, ima sve japanke radeći sinkronizirano s impulsom takta, kao i međusobno. Ovdje se impuls sata primjenjuje na svaki flip flop.


Dok se u Asinkronom brojaču taktova puls primjenjuje samo na početni flip flop čija bi se vrijednost smatrala LSB-om. Umjesto impulsa sata, izlaz prvog flip-flopa djeluje kao impuls sata sljedećem flip-flopu, čiji se izlaz koristi kao sat sljedećem flip-flopu u redu i tako dalje.





Dakle, u Asinkronom brojaču nakon prijelaza prethodnog flip-flopa odvija se prijelaz sljedećeg flip-flopa, ne istodobno kao što se vidi kod Sinkronog brojača. Ovdje su japanke povezane u aranžmanu Master-Slave.

Brojač talasa: Ripple brojač je asinkroni brojač. Ime je dobio jer se impuls sata talasa kroz krug. Brojač mreškanja n-MOD sadrži n broj japanki, a sklop može brojati do 2n vrijednosti prije nego što se resetira na početnu vrijednost.



Ovi brojači mogu računati na različite načine na temelju svojih sklopova.


KAČE: Broji vrijednosti u rastućem redoslijedu.
DOLJE BROJILO: Broji vrijednosti u padajućem redoslijedu.
BROJILO GORE-DOLJE: Brojač koji može brojati vrijednosti u smjeru naprijed ili u obrnutom smjeru naziva se brojač prema gore ili dolje ili reverzibilni brojač.
DIJELI N BROJAČ: Umjesto binarnog, ponekad možemo zahtijevati da izbrojimo do N koji je od baze 10. Brojač valova koji može računati do vrijednosti N koji nije stepen 2 naziva se Dijeli s N brojač.

Dijagram vala brojača i dijagram vremena

The rad brojača mreškanja najbolje se može razumjeti uz pomoć primjera. Na temelju broja korištenih japanki mogu se dizajnirati 2-bitni, 3-bitni, 4-bitni ... .. brojači mreškanja. Pogledajmo rad 2-bita binarni brojač mreškanja razumjeti koncept.

DO binarni brojač može brojati do 2-bitne vrijednosti, tj. 2-MOD brojač može računati 2dva= 4 vrijednosti. Kako je ovdje vrijednost n 2, koristimo 2 japanke. Pri odabiru vrste japanki treba imati na umu da se Ripple brojači mogu dizajnirati samo pomoću onih japanki koje imaju uvjet za prebacivanje kao u JK i T japanke .

Binarni brojač mreškanja pomoću JK flip flopa

Raspored kruga a binarni brojač mreškanja je kao što je prikazano na donjoj slici. Evo dva JK japanke Koriste se J0K0 i J1K1. JK ulazi japanki opskrbljeni su visokonaponskim signalom koji ih održava u stanju 1. Simbol za impuls takta označava negativni okidač impulsa sata. Sa slike se može primijetiti da se izlaz Q0 prvog japanke primjenjuje kao taktni impuls na drugi flip flop.

Binarni brojač mreškanja pomoću JK flip flopa

Binarni brojač mreškanja pomoću JK flip flopa

Ovdje je izlaz Q0 LSB, a izlaz Q1 MSB bit. Funkcioniranje brojača može se lako razumjeti pomoću tablice istine JK japanke.

Jn DOn

Pn + 1

0

1

0

1

0

0

1

1

Pn

1

0

Pn

Dakle, prema tablici Istina, kada su oba ulaza 1, sljedeće stanje bit će nadopuna prethodnom stanju. Ovo se stanje koristi u valovitom japanku. Kako smo primijenili visoki napon na sve JK ulaze japanki, oni su u stanju 1, tako da moraju prebacivati ​​stanje na negativnom odlazećem kraju impulsa takta, tj. na prijelazu 1 do 0 takta. Vremenski dijagram binarnog brojača mreškanja jasno objašnjava rad.

Vremenski dijagram binarnog brojača mreškanja

Vremenski dijagram binarnog brojača mreškanja

Iz vremenskog dijagrama možemo primijetiti da se Q0 mijenja stanje samo tijekom negativnog ruba primijenjenog sata. U početku je japanka u stanju 0. Flip-flop ostaje u stanju sve dok primijenjeni sat ne prijeđe s 1 na 0. Kako su JK vrijednosti 1, flip flop bi se trebao prebaciti. Dakle, mijenja stanje od 0 do 1. Proces se nastavlja za sve impulse sata.

Broj ulaznih impulsa

P1 P0
0

1

dva

3

4

-

0

0

1

1

-

0

1

0

1

Dolazeći do drugog flip flopa, ovdje se valni oblik generiran flip flopom 1 daje kao impuls takta. Dakle, kao što možemo vidjeti na vremenskom dijagramu kada Q0 prijeđe s 1 na 0, stanje Q1 se mijenja. Ovdje ne uzimajte u obzir gornji impuls sata, samo slijedite valni oblik Q0. Imajte na umu da se izlazne vrijednosti Q0 smatraju LSB-om, a Q1 MSB-om. Iz vremenskog dijagrama možemo primijetiti da brojač broji vrijednosti 00,01,10,11, zatim se resetira i započinje ponovno od 00,01, ... sve dok se impulsi sata ne primijene na J0K0 flip flop.

3-bitni Ripple brojač pomoću JK flip-flopa - tablica istine / vremenski dijagram

U 3-bitnom brojaču mreškanja u krugu se koriste tri japanke. Kako je ovdje vrijednost ‘n’ tri, brojač može brojati do 23= 8 vrijednosti, tj. 000,001.010.011.100.101.110.111. Shema spoja i vremenski dijagram dati su u nastavku.

Binarni brojač mreškanja pomoću JK flip flopa

Binarni brojač mreškanja pomoću JK flip flopa

3-bitni dijagram vremena brojača valova

3-bitni dijagram vremena brojača valova

Ovdje se izlazni valni oblik Q1 daje kao impuls takta flip flopu J2K2. Dakle, kada Q1 prijeđe s 1 na 0 prijelaza, stanje Q2 se mijenja. Rezultat Q2 je MSB.

Broj impulsa

Pdva P1

P0

0

1

dva

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-bitni talasast brojač pomoću JK flip flopa - dijagram kruga i vremenski dijagram

U 4-bitnom brojaču mreškanja n vrijednost je 4, pa se koriste 4 JK japanke i brojač može brojati do 16 impulsa. Ispod dijagram kola i vremenski dijagram dati su zajedno s tablicom istine.

4-bitni Ripple Counter pomoću JK flip flopa

4-bitni Ripple Counter pomoću JK flip flopa

4-bitni dijagram vremena brojača valova

4-bitni dijagram vremena brojača valova

4-bitni talasast brojač pomoću D japanke

Kada je riječ o odabiru flip flopa za Ripple brojač, kod kojeg se projektira važna stvar, treba uzeti u obzir da bi flip flop trebao sadržavati uvjet za prebacivanje stanja. Ovaj uvjet zadovoljavaju samo T i JK japanke.

Iz tablice istine od D japanka , jasno se može vidjeti da ne sadrži uvjet prebacivanja. Dakle, kada korišteni kao Ripple brojač D japanka ima početnu vrijednost 1. Kad impuls sata prođe prijelaz iz 1 u 0, japanka bi trebala promijeniti stanje. Ali prema tablici istine kada je vrijednost D 1, ostaje na 1 dok se vrijednost D ne promijeni na 0. Dakle, valni oblik D0-flip flopa uvijek će ostati 1, što nije korisno za brojanje. Dakle, D flip flop se ne uzima u obzir za izgradnju Ripple Countera.

Podijeli sa N brojačem

Brojač mreškanja broji vrijednosti do 2n. Dakle, brojanje vrijednosti koje nisu stepeni 2 nije moguće sa sklop što smo vidjeli do sada. Ali modifikacijom možemo napraviti brojač mreškanja kako bismo prebrojali vrijednost koja se ne može izraziti kao stepen 2. Takav brojač naziva se Podijeli sa N brojačem .

Brojač desetljeća

Brojač desetljeća

Broj japanki n koji će se koristiti u ovom dizajnu odabran je na takav način da 2n> N gdje je N broj brojača. Zajedno s japankama, dodaje se povratna veza tako da se na brojaču N svi japanke resetiraju na nulu. Ovaj krug povratne sprege jednostavno je NAND vrata čiji su ulazi izlazi Q onih japanki čiji je izlaz Q = 1 na brojaču N.

Pogledajmo krug brojača za koji je vrijednost N 10. Ovaj brojač je poznat i kao Brojač desetljeća jer broji do 10. Ovdje bi broj japanki trebao biti 4 zbog 24= 16> 10. A pri brojanju od N = 10 izlazi Q1 i Q3 bit će 1. Dakle, oni se daju kao ulazi u NAND vrata. Izlaz NAND vrata primjenjuje se na sve japanke, čime se resetira na nulu.

Nedostaci Ripple Countera

Vrijeme širenja prijenosa je vrijeme potrebno brojaču da dovrši svoj odgovor na zadani ulazni impuls. Kao i kod brojača mreškanja, impuls takta je asinkron, za dovršavanje odgovora potrebno je više vremena.

Primjene Ripple Countera

Ovi brojači se često koriste za mjerenje vremena, mjerenje frekvencije, mjerenje udaljenosti, mjerenje brzine, stvaranje valnog oblika, frekvencijsko dijeljenje, digitalna računala, izravno brojanje itd.

Stoga se ovdje radi o kratke informacije o brojaču mreškanja, rad binarnih, 3-bitnih i 4-bitnih brojila pomoću JK-Flip Flopa zajedno sa shemom sklopa, dijagram vremena mjerenja brojača mreškanja , i tablica istine. Glavni razlog konstrukcije brojača mreškanja s D-Flip Flopom, nedostaci i primjena Ripple Countera. evo pitanja za vas, što je 8-bitni talasni brojač ?