Counter är en digital enhet och räknarens utgång inkluderar ett fördefinierat tillstånd baserat på klockpulsapplikationerna. Resultatet av räknare kan användas för att räkna antalet pulser. I allmänhet består räknare av en flip-flop-anordning som kan vara synkron räknare eller asynkron räknare. I synkron räknare ges endast en klocka i / p till alla flip-flops, medan i asynkron räknare o / p av vippan är klocksignalen från den närliggande. Tillämpningarna av mikrokontrollern behöver räkna av yttre händelser såsom exakt intern tidsfördröjning och frekvensen för pulståg. Dessa händelser används ofta i digitala system och datorer. Båda dessa händelser kan utföras med programvarutekniker, men mjukvaruslingor för att räkna ger inte det exakta resultatet, något viktigare funktioner görs inte. Dessa problem kan åtgärdas med timers och räknare i mikrokontrollerna som används som avbrott.
Räknare
Typer av räknare
Räknare kan kategoriseras i olika typer beroende på hur de klockas. Dom är
- Asynkrona räknare
- Synkrona räknare
- Asynkrona decennermätare
- Synkrona decennerdiskar
- Asynkrona räknare uppåt
- Synkrona upp-ner-räknare
För bättre förståelse för denna typ av räknare diskuterar vi här några av räknarna.
Asynkrona räknare
Diagrammet för en 2-bitars asynkron räknare visas nedan. Den yttre klockan är endast ansluten till klockan i / p på FF0 (första flip-flop). Så denna FF ändrar tillståndet vid den minskande kanten för varje klockpuls, men FF1 ändras endast när den aktiveras av den minskande kanten av Qo / p av FF0. På grund av den integrerade fortplantningsfördröjningen genom en FF kan ändringen av i / p-klockpulsen och en förändring av Qo / p för FF0 aldrig inträffa vid exakt samma tid. Så, FF: erna kan inte aktiveras samtidigt, vilket genererar en asynkron operation.
Asynkrona räknare
Observera att ändringarna av Q0, Q1 & CLK i ovanstående diagram för att underlätta visas samtidigt, även om detta är en asynkron räknare. Egentligen finns det en liten fördröjning mellan Q0, Q1 och CLK ändras.
I allmänhet är alla CLEAR i / ps anslutna, så innan räkningen börjar så kan en enda puls rensa alla FF: er. Klockpulsen som matas in i FF0 krusas genom de nya räknarna efter utbredningsfördröjningar, såsom en krusning på vattnet, därav termen Rippel Counter.
Kretsschemat för tvåbitars rippelräknare inkluderar fyra olika tillstånd, var och en består av ett räknevärde. På samma sätt kan en räknare med n FF ha 2N-tillstånd. Antalet tillstånd i en räknare kallas dess modnummer. Därför är en tvåbit-räknare en mod-4-räknare.
Asynkrona decennermätare
I den tidigare räknaren har 2n-tillstånd. Men räknare med tillstånd som är mindre än 2n är också möjliga. Dessa är utformade för att ha nej. av stater i sin serie. Dessa kallas förkortade sekvenser som åstadkommes genom att köra räknaren till återvinning innan de går igenom alla dess stater. En vanlig modul för räknare med förkortad sekvens är 10. En räknare med 10 tillstånd i sin serie kallas en decennieräknare. Den implementerade decennieräknarkretsen ges nedan.
Asynkron kretsdiagram för decennier
När räknaren räknar till tio rensas alla FF: er. Observera att endast Q1 och Q3 båda används för att avkoda antalet 10, det kallas partiell avkodning. Samtidigt har en av de andra staterna från 0-9 både Q1 och Q3 kommer att vara höga. Serien i tabellen över årtiondens räknare ges nedan.
Sekvens av decennerdisken
Asynkrona räknare uppåt
I särskilda applikationer måste en räknare kunna räkna både upp och ner. Nedanstående krets är en tre-bitars upp- och nedräknare, som räknas UPP eller NED baserat på styrsignalens status. När UP i / p är vid 1 och NER i / p är vid 0 kommer NAND-grinden mellan FF0 och FF1 att stänga den icke-inverterade o / p (Q) av vippan (FF0) in i klockan i / p av flip flop (FF1). På samma sätt kommer den icke-inverterade o / p av Flip Flop1 att grindas genom den andra NAND-grinden in i klockan i / p på flip-flop2. Därför räknar räknaren upp.
Asynkron kretsdiagram upp och ner
När kontrollen i / p (UP) är vid 0 och NED är vid 1, styrs den inverterade o / ps flip-flop0 (FF0) och flip-flop1 (FF) separat i klockan i / ps av FF1 & FF2 . Om FF: erna ursprungligen ändras till 0, kommer räknaren att gå igenom nedanstående serier när i / p-pulser appliceras. Observera att en asynkron upp-ned-räknare är långsammare än en UP-räknare / nedräknare på grund av en extra utbredningsfördröjning som införs av NAND-grindarna.
Sekvens av den asynkrona upp-ner-räknaren
Synkrona räknare
I denna typ av räknare , är CLK i / ps för alla FF: er anslutna tillsammans och aktiveras av i / p-pulserna. Så alla FF ändrar tillstånd direkt. Kretsschemat nedan är en tre-bitars synkron räknare. Ingångarna J och K på flip-flop0 är anslutna till HIGH. Flip-flop 1 har sin J & K i / ps ansluten till o / p av flip-flop0 (FF0), och ingångarna J & K för flip-flop2 (FF2) är anslutna till o / p av en AND-grind som matas av o / ps för flip-flop0 och flip-flop1. När båda utgångarna på FF0 och FF1 är HÖGA. Den positiva kanten på den fjärde CLK-pulsen kommer att få FF2 att ändra sitt tillstånd på grund av AND-grinden.
Synkron kretsdiagram
Serien med tre bitars räknertabell ges nedan. Den största fördelen med dessa räknare är att det inte finns någon ökande tidsfördröjning på grund av att alla FF är aktiverade parallellt. Således kommer den maximala driftsfrekvensen för denna synkronräknare att vara betydligt högre än för motsvarande rippelräknare.
CLK-pulser för synkrona räknare
Synkrona decennerdiskar
Synkron räknare räknas från 0-9 som liknar asynkron räknare och återvinner sedan noll. Denna process görs genom att köra 1010-tillstånden tillbaka till 0000-tillståndet. Detta kallas trunkerad sekvens som kan utformas av nedanstående krets.
Synkron kretsdiagram för decennier
Från serien på det vänstra bordet kan vi observera det
- Q0 binder på varje CLK-puls
- Q1 ändras vid nästa klockpuls varje gång Q0 = 1 & Q3 = 0.
- Q2 ändras vid nästa klockpuls varje gång Q0 = Q1 = 1.
- Q3 ändras vid nästa CLK-puls varje gång Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (räkning 7), eller när Q0 = 1 & Q3 = 1 (räkning 9).
Sekvens av den synkrona decennerdisken
Ovanstående egenskaper används med OCH-grind eller ELLER-grind . Logikdiagrammet för detta visas i ovanstående diagram.
Synkrona upp-ner-räknare
Nedan visas en tre-bitars synkron upp-ner-räknare, tabellform och serie. Denna typ av räknare har en upp / ned-kontroll i / p som liknar asynkron upp-ner-räknare, som används för att styra räknarens riktning genom en viss serie.
Synkron kretsdiagram för upp och ner-räknare
Tabellens serie visar
- Q0 binder på varje CLK-puls för både upp- och nedserier
- När Q0 = 1 för uppserien ändras tillståndet för Q1 vid nästa CLK-puls.
- När Q0 = 0 för nedserien ändras Q1-tillståndet vid nästa CLK-puls.
- När Q0 = Q1 = 1 för uppserien ändras tillståndet för Q2 vid nästa CLK-puls.
- När Q0 = Q1 = 0 för nedserien ändras Q2-tillståndet vid nästa CLK-puls.
Sekvensen av synkrona decennerträffar
Ovanstående egenskaper används för AND-grinden, ELLER-grinden och INTE-grinden. Logikdiagrammet för detta visas i ovanstående diagram.
Tillämpningar av räknare
Räknarnas tillämpningar handlar främst om digitala klockor och för multiplexering. Det bästa exemplet på räknaren är parallell med seriell datakonverteringslogik som diskuteras nedan.
En uppsättning bitar som utför parallellt på parallella linjer kallas parallella data. En uppsättning bitar som utförs på en rad i en tidsserie kallas seriell data. Parallell-till-seriell datakonvertering görs normalt genom att använda en räknare för att ge en binär serie av data, välj i / ps för en MUX, som förklaras i kretsen nedan.
Parallell-till-seriell datakonvertering
I ovanstående krets består modulo-8-räknare av Qo / ps, som är anslutna till data, välj i / ps för en 8-bitars MUX . Den första 8-bitars gruppen av parallella data tillämpas på ingångarna till MUX. När räknaren går igenom en binär serie från 0-7, börjar varje bit med D0, väljs seriellt och skickas genom MUX till o / p-linjen. Efter 8-CLK-pulser har data-byten ändrats till ett seriellt format och skickats ut via överföringsledningen. Därefter bearbetas räknaren tillbaka till 0 och ändrar en annan parallell byte seriellt igen i samma process.
Således handlar det här om räknare och typer av räknare, som inkluderar asynkrona räknare, synkrona räknare, asynkrona decennräknare, synkrona decennräknare, asynkrona upp-ner-räknare och synkrona upp-ner-räknare. Dessutom är alla tvivel angående detta ämne eller timer och räknare i 8051 mikrokontroller snälla kommentera i kommentarsektionen nedan.
