Brojač je digitalni uređaj i izlaz brojača uključuje unaprijed definirano stanje na temelju primjene impulsa takta. Rezultat brojač može se koristiti za prebroji broj impulsa. Općenito, brojači se sastoje od rasporeda flip-flopa koji može biti sinkroni brojač ili asinkroni brojač. U sinkronom brojaču daje se samo jedan takt i / p svim japankama, dok se u asinkronom brojaču o / p japanke je signal sata s obližnjeg. Primjene mikrokontroler treba brojati vanjske događaje kao što su točno generiranje internog kašnjenja i učestalost impulsnih vlakova. Ti se događaji često koriste u digitalnim sustavima i računalima. Oba ova događaja mogu se izvršiti softverskim tehnikama, ali softverske petlje za brojanje neće dati točan rezultat, ali ne i važnije funkcije. Te probleme mogu riješiti tajmeri i brojači u mikrokontrolerima koji se koriste kao prekidi.
Brojači
Vrste brojača
Brojači se mogu svrstati u različite tipove prema načinu rada. Oni su
- Asinkroni brojači
- Sinkroni brojači
- Asinkroni brojači desetljeća
- Sinkroni brojači desetljeća
- Asinkroni brojači gore-dolje
- Sinkroni brojači gore-dolje
Za bolje razumijevanje ove vrste brojača, ovdje raspravljamo o nekim brojačima.
Asinkroni brojači
Dijagram 2-bitnog asinkronog brojača prikazan je u nastavku. Vanjski sat povezan je samo na sat i / p FF0 (prvi flip-flop). Dakle, ovaj FF mijenja stanje na opadajućem rubu svakog impulsa takta, ali FF1 se mijenja samo kada ga aktivira opadajući rub Q o / p FF0. Zbog integralnog kašnjenja širenja kroz FF, promjena impulsa takta i / p i promjena Q o / p FF0 nikada se ne mogu dogoditi točno u isto vrijeme. Dakle, FF-ovi se ne mogu istodobno aktivirati, generirajući asinkronu operaciju.
Asinkroni brojači
Imajte na umu da su zbog jednostavnosti promjene Q0, Q1 i CLK u gornjem dijagramu prikazane kao istodobne, iako je ovo asinkroni brojač. Zapravo postoji malo kašnjenje b / n kada se promjene Q0, Q1 i CLK promijene.
Općenito su svi CLEAR i / ps povezani zajedno, tako da prije početka brojanja tada jedan impuls može očistiti sve FF-ove. Taktni impuls uveden u FF0 talasa se kroz nove brojače nakon kašnjenja širenja, poput mreškanja na vodi, pa otuda i naziv Ripple Counter.
Dijagram sklopa dvobitnog brojača mreškanja uključuje četiri različita stanja, od kojih se svako sastoji od vrijednosti brojanja. Isto tako, brojač s n FF-ova može imati 2N stanja. Broj stanja u brojaču naziva se njegovim mod brojem. Stoga je dvobitni brojač mod-4 brojač.
Asinkroni brojači desetljeća
U prethodnom brojaču imaju 2n država. Ali mogući su i brojači sa stanjima manjim od 2n. Oni su dizajnirani da imaju br. stanja u njihovom nizu. Nazivaju se skraćenim sekvencama koje se postižu vođenjem brojača u reciklažu prije prolaska kroz sva njegova stanja. Uobičajeni modul za brojače sa skraćenim redoslijedom je 10. Brojač s 10 stanja u svojoj seriji naziva se brojač desetljeća. Implementirani sklop brojača desetljeća dan je u nastavku.
Dijagram asinkronog brojača desetljeća
Kad brojač broji do deset, tada će se izbrisati svi FF-ovi. Primijetite da se samo Q1 i Q3 koriste za dekodiranje broja 10, što se naziva djelomičnim dekodiranjem. Istodobno će jedna od ostalih država od 0-9 imati i Q1 i Q3 biti visoka. Niz tablice brojača desetljeća dan je u nastavku.
Slijed brojača desetljeća
Asinkroni brojači gore-dolje
U određenim aplikacijama, brojač mora biti sposoban odbrojavati i gore i dolje. Donji sklop je trobitni brojač gore-dolje, koji broji GORE ili DOLJE na temelju statusa upravljačkog signala. Kada je UP i / p na 1, a DOLJE na / 0, NAND vrata između FF0 i FF1 vratit će neinvertirani o / p (Q) japanke (FF0) u sat i / p japanke (FF1). Isto tako, neinvertirani o / p Flip Flop1 bit će usmjeren kroz druga NAND vrata u sat i / p flip-flopa2. Stoga će brojač odbrojati.
Dijagram asinkronog brojača gore-dolje
Jednom kada je kontrola i / p (GOR) na 0, a DOLJE na 1, invertirani o / ps flip-flop0 (FF0) i flip-flop1 (FF) se zasebno unose u sat i / ps FF1 & FF2 . Ako se FF-ovi u početku promijene u 0, brojač će proći kroz donju seriju dok se primjenjuju i / p impulsi. Primijetite da je asinkroni brojač prema gore prema dolje sporiji od brojača prema gore / prema dolje zbog dodatnog kašnjenja širenja koje uvode vrata NAND.
Slijed asinkronog brojača gore-dolje
Sinkroni brojači
U ovome vrsta brojača , CLK i / ps svih FF-a spojeni su zajedno i aktiviraju se i / p impulsima. Dakle, svi FF-ovi trenutno mijenjaju stanja. Shema sklopa dolje je trobitni sinkroni brojač. Ulazi J i K flip-flopa0 spojeni su na HIGH. Flip-flop 1 ima svoje J & K i / ps povezane s o / p flip-flop0 (FF0), a ulazi J & K flip-flop2 (FF2) spojeni su na o / p AND ulaza koji hrani se o / ps flip-flopa0 i flip-flopa1. Kada su oba izlaza FF0 i FF1 VISOKA. Pozitivni rub četvrtog CLK impulsa učinit će da FF2 promijeni svoje stanje zbog ulaza AND.
Dijagram sinkronog brojača
Niz tablica s tri bita brojača dan je u nastavku. Glavna prednost ovih brojača je u tome što nema sve većeg kašnjenja zbog paralelnog aktiviranja svih FF-ova. Stoga će maksimalna radna frekvencija ovog sinkronog brojača biti znatno veća nego kod ekvivalentnog brojača mreškanja.
CLK impulsi sinkronih brojača
Sinkroni brojači desetljeća
Sinkroni brojač broji od 0-9 slično asinhronom brojaču, a zatim ponovno reciklira nulu. Taj se postupak izvodi vraćanjem 1010 stanja u stanje 0000. To se naziva skraćenom sekvencom, koju može dizajnirati donji krug.
Dijagram sinkronog brojača desetljeća
Iz serija na lijevom stolu to možemo uočiti
- Q0 se veže na svakom CLK impulsu
- Q1 se mijenja na sljedećem impulsu takta svaki put kada je Q0 = 1 & Q3 = 0.
- Q2 se mijenja na sljedećem impulsu takta svaki put kada je Q0 = Q1 = 1.
- Q3 se mijenja na sljedećem CLK impulsu svaki put kada je Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (brojač 7) ili kada je Q0 = 1 & Q3 = 1 (broj 9).
Slijed sinkronog brojača desetljeća
Gore navedene karakteristike koriste se kod I kapija ili ILI kapija . Logički dijagram toga prikazan je u gornjem dijagramu.
Sinkroni brojači gore-dolje
U nastavku su navedeni trobitni sinkroni brojač gore-dolje, tablični oblik i serije. Ova vrsta brojača ima upravljač gore / dolje i / p sličan asinkronom brojaču gore-dolje, koji se koristi za upravljanje smjerom brojača kroz određenu seriju.
Dijagram kruga sinkronih brojača gore-dolje
Niz tablica prikazuje
- Q0 se veže na svakom CLK impulsu i za seriju gore i dolje
- Kada je Q0 = 1 za gornju seriju, tada se stanje Q1 mijenja na sljedećem CLK impulsu.
- Kada je Q0 = 0 za donju seriju, tada se stanje Q1 mijenja na sljedećem CLK impulsu.
- Kada je Q0 = Q1 = 1 za gornju seriju, tada se stanje Q2 mijenja na sljedećem CLK impulsu.
- Kada je Q0 = Q1 = 0 za niz, tada se stanje Q2 mijenja na sljedećem CLK impulsu.
Slijed brojača sinkronog desetljeća
Gore navedene karakteristike koriste se s vratima I, ILI vratima i NE vratima. Logički dijagram toga prikazan je u gornjem dijagramu.
Primjene brojača
Primjene brojača uglavnom uključuju digitalne satove i multipleksiranje. Najbolji primjer brojača paralelan je serijskoj logici pretvorbe podataka o kojoj se govori u nastavku.
Skup bitova, koji istovremeno rade na paralelnim linijama, naziva se paralelnim podacima. Skup bitova koji se izvodi na jednom retku u vremenskom nizu naziva se serijski podaci. Pretvaranje paralelnih u serijske podatke obično se vrši pomoću brojača kako bi se dobio binarni niz podataka, odaberite i / ps MUX-a, kako je objašnjeno u donjem krugu.
Paralelna pretvorba u serijske podatke
U gornjem krugu, brojač modulo-8 sastoji se od Q o / ps, koji su povezani s podacima, odaberite i / ps 8-bitni MUX . Prva 8-bitna skupina paralelnih podataka primjenjuje se na ulaze MUX-a. Kako brojač prolazi kroz binarni niz od 0-7, svaki bit započinje s D0, serijski se odabire i prolazi kroz MUX do o / p crte. Nakon 8-CLK impulsa, bajt podataka promijenjen je u serijski format i poslan putem dalekovoda. Zatim se brojač ponovno obradi na 0 i u sličnom procesu serijski ponovno promijeni još jedan paralelni bajt.
Dakle, ovdje se radi o brojačima i vrstama brojača, što uključuje asinkrone brojače, sinkrone brojače, asinkrone brojače desetljeća, sinkrone brojače desetljeća, asinkrone brojače gore-dolje i sinkrone brojače gore-dolje. Nadalje, bilo kakve nedoumice u vezi s ovom temom ili mjerači vremena i brojači u mikrokontroleru 8051 molim vas komentirajte u odjeljku za komentare u nastavku.
