Pri starostlivom sledovaní výrobnej linky sklenených fliaš, ktoré boli strojmi balené do 10 fliaš na balenie, si zvedavá myseľ kladie otázky - Ako vie stroj počítať počet fliaš? Čo učí stroje, ako počítať? Hľadanie odpovede na vyriešenie tejto zvedavosti povedie k veľmi zaujímavému vynálezu s názvom - „ Počítadlo Počítadlá sú obvod, ktorý počíta aplikované hodinové impulzy. Zvyčajne sa navrhujú pomocou žabiek. Na základe spôsobu, akým sú hodiny použité pre ich fungovanie, sú počítadlá klasifikované ako Synchrónne a asynchrónne počítadlá . V tomto článku sa pozrime na asynchrónne počítadlo, ktoré je notoricky známe ako Počítadlo zvlnenia .
Čo je počítadlo zvlnenia?
Pred prechodom na Ripple Counter sa oboznámime s podmienkami Synchrónne a asynchrónne počítadlá . Počítadlá sú obvody vyrobené pomocou žabiek. Synchrónne počítadlo, ako už názov napovedá, obsahuje všetko šľapky pracuje synchronizovane s hodinovým impulzom aj navzájom. Tu sa hodinový impulz aplikuje na každý klopný obvod.
Zatiaľ čo v asynchrónnom čítači sa taktovací impulz aplikuje iba na počiatočný klopný obvod, ktorého hodnota by sa považovala za LSB. Namiesto hodinového impulzu výstup prvého klopného obvodu funguje ako hodinový impulz k nasledujúcemu klopnému obvodu, ktorého výstup sa používa ako hodiny k ďalšiemu klopnému obvodu v rade atď.
U asynchrónneho počítadla teda po prechode predchádzajúceho klopného obvodu dôjde k prechodu ďalšieho klopného obvodu, nie súčasne s tým, ako je to viditeľné v synchrónnom počítadle. Tu sú žabky pripojené v usporiadaní Master-Slave.
Počítadlo zvlnenia: Počítadlo zvlnenia je asynchrónne počítadlo. Dostalo to svoje meno, pretože hodinový impulz sa vlní obvodom. Počítadlo zvlnenia n-MOD obsahuje n počet klopných obvodov a obvod môže počítať až 2n predtým, ako sa obnoví pôvodná hodnota.
Tieto počítadlá môžu počítať rôznymi spôsobmi na základe svojich obvodov.
HORNÝ POČÍTAČ: Spočíta hodnoty vzostupne.
POČÍTAČ DOLU: Spočíta hodnoty v zostupnom poradí.
POČÍTAČ NAHORU: Počítadlo, ktoré dokáže počítať hodnoty buď v smere dopredu alebo dozadu, sa nazýva počítadlo hore-dole alebo reverzibilné počítadlo.
DIVIDE by N COUNTER: Namiesto binárneho súboru môžeme niekedy vyžadovať počítanie do N, ktorá je zo základne 10. Počítadlo zvlnenia, ktoré môže počítať do hodnoty N, ktorá nie je mocninou čísla 2, sa nazýva Počítadlo delení N.
Schéma zapojenia počítadla zvlnenia a časovací diagram
The fungovanie počítadla zvlnenia sa dá najlepšie pochopiť pomocou príkladu. Na základe počtu použitých žabiek existujú 2-bitové, 3-bitové, 4-bitové ... .. počítadlá zvlnenia je možné navrhnúť. Pozrime sa na fungovanie 2-bitovej verzie binárny čítač zvlnenia pochopiť koncept.
TO binárne počítadlo môže počítať až 2-bitové hodnoty. t.j. Počítadlo 2-MOD môže počítať 2dva= 4 hodnoty. Pretože tu je n hodnota 2, použijeme 2 žabky. Pri výbere typu klopného obvodu treba pamätať na to, že počítadlá Ripple je možné navrhnúť iba pomocou tých žabiek, ktoré majú podmienku prepínania ako v Žabky JK a T. .
Počítadlo binárnych zvlnení pomocou JK Flip Flop
Usporiadanie obvodu a binárny čítač zvlnenia je znázornené na obrázku nižšie. Tu dva Žabky JK Používajú sa J0K0 a J1K1. Vstupy JK klopných obvodov sú napájané signálom vysokého napätia, ktorý ich udržuje v stave 1. Symbol pre hodinový impulz označuje negatívny spustený hodinový impulz. Z obrázku je možné pozorovať, že výstup Q0 prvého klopného obvodu je aplikovaný ako hodinový impulz na druhý klopný obvod.
Počítadlo binárnych zvlnení pomocou JK Flip Flop
Tu je výstup Q0 LSB a výstup Q1 bit MSB. Fungovanie počítadla možno ľahko pochopiť pomocou tabuľky pravdy klopného obvodu JK.
| Jn | Kn | Qn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qn 1 0 Qn |
Takže podľa tabuľky Pravdy, keď sú obidva vstupy 1, ďalší stav bude doplnkom predchádzajúceho stavu. Táto podmienka sa používa pri zvlnení flip flopu. Pretože sme aplikovali vysoké napätie na všetky JK vstupy klopných obvodov, sú v stave 1, takže musia prepínať stav na negatívnom konci hodinového impulzu. Tj. pri prechode 1 na 0 hodinového impulzu. Schéma časovania binárneho čítača zvlnenia operáciu jasne vysvetľuje.
Schéma časovania binárneho počítadla zvlnenia
Z časovacieho diagramu môžeme pozorovať, že Q0 mení stav iba počas zápornej hrany aplikovaných hodín. Spočiatku je klopný obvod v stave 0. Klopný obvod zostáva v stave, kým použité hodiny neprejdú z 1 na 0. Pretože hodnoty JK sú 1, klopný obvod by sa mal prepínať. Takže zmení stav z 0 na 1. Proces pokračuje pre všetky impulzy hodín.
Počet vstupných impulzov | Q1 | Q0 |
| 0 1 dva 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Ak prichádzame k druhému klopnému obvodu, tu je krivka generovaná klopným obvodom 1 daná ako hodinový impulz. Ako teda vidíme na časovacom diagrame, keď Q0 prechádza z 1 na 0, stav Q1 sa zmení. Tu neuvažujte s vyššie uvedeným hodinovým impulzom, sledujte iba priebeh Q0. Upozorňujeme, že výstupné hodnoty Q0 sa považujú za LSB a Q1 za MSB. Z časovacieho diagramu môžeme pozorovať, že počítadlo počíta hodnoty 00,01,10,11, potom sa sám resetuje a začína znova od 00,01, ... až kým sa na klopný obvod J0K0 neaplikujú hodinové impulzy.
3-bitové počítadlo zvlnenia pomocou klopného obvodu JK - tabuľka pravdy / časový rozvrh
V 3-bitovom čítači zvlnenia sú v obvode použité tri žabky. Pretože tu je hodnota „n“ tri, počítadlo môže počítať až 23= 8 hodnôt, tj. 000 001 010 011 100 100 101 110 111. Schéma zapojenia a časová schéma sú uvedené nižšie.
Počítadlo binárnych zvlnení pomocou JK Flip Flop
3-bitový diagram časovania počítadla zvlnenia
Tu je výstupný priebeh Q1 daný ako hodinový impulz klopnému obvodu J2K2. Takže keď Q1 prejde z 1 na 0 prechodov, stav Q2 sa zmení. Výstupom Q2 je MSB.
Počet impulzov | Qdva | Q1 | Q0 |
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-bitový čítač zvlnenia pomocou klopného obvodu JK - obvodový diagram a časový diagram
V 4-bitovom čítači zvlnenia je hodnota n 4, takže sa používajú 4 klopné obvody JK a počítadlo môže počítať až 16 impulzov. Pod obvodová schéma a časová schéma sú uvedené spolu s tabuľkou pravdy.
4-bitový čítač zvlnenia pomocou JK Flip Flop
4-bitový diagram časovania počítadla zvlnenia
4-bitový čítač zvlnenia pomocou funkcie D Flip Flop
Pri výbere Flip Flop pre počítadlo Ripple je dôležité vziať do úvahy, že flip flop by mal obsahovať podmienku pre prepínanie stavov. Túto podmienku spĺňajú iba žabky T a JK.
Z tabuľky pravdy z D žabky , je jasne vidieť, že neobsahuje prepínaciu podmienku. Takže keď má použitý ako klopný obvod Ripple Counter D počiatočnú hodnotu ako 1. Keď hodinový impulz prejde z 1 na 0, klopný flop by mal zmeniť stav. Ale podľa tabuľky pravdy, keď hodnota D je 1, zostane na hodnote 1, kým sa hodnota D nezmení na 0. Takže tvar vlny klopného obvodu D0 zostane vždy 1, čo nie je užitočné pre počítanie. Klopný obvod D teda nie je považovaný za konštrukciu Ripple Counters.
Vydeľte N počítadlom
Počítadlo zvlnenia počíta hodnoty až do 2n. Takže počítať hodnoty, ktoré nie sú mocninami 2, nie je možné s obvody ktoré sme videli doteraz. Ale úpravou môžeme vytvoriť počítadlo zvlnenia, ktoré spočíta hodnotu, ktorú nemožno vyjadriť ako mocninu 2. Takéto počítadlo sa volá Vydeľte N počítadlom .
Počítadlo dekády
Počet žabiek n, ktoré sa majú použiť v tomto dizajne, sa volí takým spôsobom, že 2n> N, kde N je počet počítadiel. Spolu s žabkami je pridaná brána spätnej väzby, takže pri počte N sa všetky žabky resetujú na nulu. Tento spätnoväzbový obvod je jednoducho a Brána NAND ktorých vstupmi sú výstupy Q tých klopných obvodov, ktorých výstup Q = 1 pri počte N.
Pozrime sa na obvod počítadla, pre ktorý je hodnota N 10. Toto počítadlo je tiež známe ako Počítadlo dekády pretože ich je do 10. Tu by mal byť počet žabiek 4 kvôli 24= 16> 10. A pri počte N = 10 budú výstupy Q1 a Q3 1. Takže sú uvedené ako vstupy do brány NAND. Výstup brány NAND sa aplikuje na všetky žabky, čím sa vynulujú.
Nevýhody počítadla zvlnenia
Čas šírenia prenosu je čas, ktorý trvá počítadlo na dokončenie svojej reakcie na daný vstupný impulz. Rovnako ako v počítadle zvlnenia, aj hodinový impulz je asynchrónny, na dokončenie odpovede si vyžaduje viac času.
Aplikácie počítadla zvlnenia
Tieto počítadlá sa často používajú na meranie času, meranie frekvencie, meranie vzdialenosti, meranie rýchlosti, generovanie priebehov, frekvenčné delenie, digitálne počítače, priame počítanie atď.
Toto je teda všetko o stručné informácie o počítadle hromadnej dopravy, fungovanie konštrukcie binárnych, 3bitových a 4-bitových počítadiel pomocou JK-Flip Flop spolu s obvodovým diagramom, diagram časovania zvlnenia počítadla a tabuľka pravdy. Hlavným dôvodom konštrukcie počítadla zvlnenia s D-Flip Flop, nevýhod a aplikácií počítadla zvlnenia. tu je otázka pre vás, čo je 8-bitový čítač zvlnenia ?
