Vad är en ringräknare: arbete, klassificering och applikationer

Räknare är sekventiella kretsar vars funktion är att räkna puls, frekvens och tid för signalen med en enda klocksignal. Det är en viktig del av digital elektronik eftersom hela elektroniska enheter fungerar på diskar. De är designade genom att gruppera en (liknande eller annorlunda) uppsättning flipflops. Räknare fungerar i olika lägen för moduler, som representeras av antalet tillstånd i cykeln. Det finns två typer av räknare , de är synkrona och asynkrona räknare. Den synkrona räknaren arbetar baserat på ingångsklocksignalen och den asynkrona räknaren är oberoende av ingångsklocksignalen. Den synkrona räknaren är en skift register räknare som ytterligare klassificeras som en ringeräknare av ringtyp och vriden typ.

Vad är ringräknare?

Definition: En ringräknare kallas också SISO ( serie i serie ut ) skiftregisträknare, där utgången från vippan är ansluten till ingången för vippan som fungerar som en ringräknare. Utformningen av ringräknaren kan göras med hjälp av fyra D-Flip Flops med en gemensam klocksignal och övergripande ingång kan anslutas till förinställt och rensat.

block-diagram-av-ring-räknare

Från ovanstående diagram,

1). Antalet tillstånd som används är 4 (där antal stater = antal flip flops används).

2). Förinställt eller rensat: Huvudfunktionen för detta är om ingångsklockans signal ändras så ändras också utgångsvärdet.

Anslutningarna görs enligt följande

• En ingång är ansluten till den första vippan ff0-Q0,
• En annan ingång är ansluten till CLR för de andra tre vipporna som ff1, ff2, ff3.

Arbetsteori

Låt oss till exempel ta ett villkor där förinställning = '0000' då utgångarna som erhålls vid varje vippa är som följer. För FF0 är utgången vid Q0 '1', medan i andra vippor som ff, ff2, ff3 (som är anslutna för att rensa där CLR = 0) de utgångar som erhålls vid Q1 = Q2 = Q3 = '0'. Detta kan förstås genom att följa sanningstabellen och dess utgående vågformer erhållna när de körs med Verilog HDL-kod in Xilinx-programvara.

Sanningstabellen

Var

Ingångar = ORI och CLK

X = Clock kan vara antingen en positiv eller en negativ kant

Utgångar = Q0, Q1, Q2, Q3.

Från tabellen kan vi observera att '1' flyttas diagonalt från Q0 till Q3 och återigen kommer att flyttas tillbaka till 'Q0'. Så detta visar att det fungerar som en ringräknare.

Verilog HDL-program för ringräknare

modul dff (q, d, c)
utgång q
ingång d, c
reg q
första
q = 1’b1
alltid @ (posedge c)
q = d
slutmodul

modul dff1 (q, d, clk)
utgång q
ingång d, clk
reg q
första
q = 1’b0
alltid @ (posedge clk)
q = d
slutmodul

modulring (q, clk)
ut [3: 0] q
ingång 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)
slutmodul

Tidtabell för ringräknare

Timingdiagrammet för ringräknaren visas nedan.

timing-diagram-av-ring-räknare

Klassificering av ringräknare

Ringräknare klassificeras i två de är,

Rak typ

Det alternativa namnet på en rak typ är ”en het räknare”, där utgången från slutande flip-flop ges som en återkoppling till ingången till start-flip-flop. Där binär siffra 0/1 cirkuleras i ringform. Två styrsignaler Förinställd (PR) och klocksignalen (CLK) används. Där PR är ansluten till FF 0 och CLR ges till FF3. Följande är blockschema för fyra steg raka räknare.

rak-räknare

Sanningstabell för rakt räknare

sanningstabell-av-rak-typ

Tidtabell för rak typ

timing-diagram-av-rak-typ

Twisted Type

Det alternativa namnet på den vridna typen är switch tail / walking / Johnson-typräknare. Den kompletterade utgången från avslutande flip flop är återkoppling till ingången till start flip flop. Där strömmen av 1 och 0 strömmar i ringform. Den vridna typräknaren använder två styrsignaler som CLK och ORI. Där CLK och ORI är gemensamma för alla fyra flip-flops. Följande är blockschema för 4 steg vridna räknar-räknare.

Sanningstabell av vriden typ

Tidsdiagram för vriden typ

Tidsschemat för den vridna typen visas nedan.

timing-diagram-av-johnson-typ

Skillnad mellan ringtypräknare och Johnson typräknare

Följande är jämförelsen mellan ringräknare och Johnson-räknare

Fördelar

Fördelarna är

• Det kan koda och avkoda logiken
• Implementering kan göras med JK och D flip flops

Nackdelar

Nackdelarna är

• Av 15 stater används 4 stater
• Icke-självstart.

Applikationer

Följande är applikationerna

• Frekvensräknare
• ADC
• Digitala klockor
• Mät timers och takt etc.

Vanliga frågor

1). Hur många stater finns det i 10-bitars ringräknare?

10 tillstånd används i 10-bitars ringräknare.

2). Vad är den asynkrona räknaren?

En asynkron räknare fungerar asynkront, det vill säga den är oberoende på klockpulsen. Den har 2n - 1 tillstånd.

3). Vad är en mod av en räknare?

Ett annat namn för en modräknare är Modulus-räknaren. Det definieras som antalet tillstånd i en räknare.

4). Vad menar du med Johnsons räknare?

Johnson-räknare är en typ av ringräknare, där utgången från den sista vippan kompletteras och återkoppling till ingången till den första vippan. Antalet tillstånd som används är 2n.

5). Vad är en dividera med N-räknare?

Dividerad med N-räknare betyder uppdelningen av ingångsklockfrekvensen med N.

6). Vad menar du med SISO-skiftregistret?

Ett SISOshift-register är en seriell in-serie ut ur registret, där ingångsdata och utdata behandlas seriellt efter varandra och resultatet lagras i registret.

Således, en räknare är en viktig komponent i digitala elektroner. De klassificeras som synkrona (ringtyp och vriden typ) och asynkrona räknare. Således är detta en översikt över en ringräknare som använder två styrsignaler, klocka och förinställd. Baserat på dessa signaler fungerar de i ringformat och kallas därför en ringräknare, de klassificeras vidare som en rak och vriden typ. Där varje räknare har sin egen design, fördelar och nackdelar.