Pengenalan kepada Pembilang - Jenis Pembilang

Kaunter adalah peranti digital dan output kaunter merangkumi keadaan yang telah ditentukan berdasarkan aplikasi denyut jam. Keluaran dari kaunter boleh digunakan untuk hitung bilangan denyutan. Secara amnya, pembilang terdiri daripada susunan flip-flop yang boleh menjadi pembilang segerak atau pembilang tak segerak. Di kaunter segerak, hanya satu jam i / p yang diberikan kepada semua flip-flop, sedangkan di kaunter tak segerak, o / p flip flop adalah isyarat jam dari yang berdekatan. Aplikasi dari pengawal mikro perlu mengira kejadian luaran seperti penjanaan masa penangguhan masa dalaman yang tepat dan kekerapan kereta api nadi. Acara ini sering digunakan dalam sistem digital & komputer. Kedua-dua peristiwa ini dapat dilaksanakan dengan teknik perisian, tetapi gelung perisian untuk menghitung tidak akan memberikan hasil yang tepat sedikit lebih penting fungsi tidak dilakukan. Masalah-masalah ini dapat diperbaiki oleh pemasa dan pembilang dalam mikrokontroler yang digunakan sebagai gangguan.

Kaunter

Jenis Pembilang

Pembilang boleh dikategorikan ke dalam pelbagai jenis mengikut cara mereka mengikut masa. Mereka adalah

• Pembilang tak segerak
• Pembilang segerak
• Pembilang Dekad Asinkron
• Pembilang Dekad Segerak
• Kaunter Naik Turun Asinkron
• Kaunter Naik Turun segerak

Untuk lebih memahami jenis kaunter ini, di sini kita membincangkan beberapa kaunter.

Pembilang tak segerak

Gambarajah pembilang tak segerak 2-bit ditunjukkan di bawah. Jam luaran disambungkan ke jam i / p FF0 (flip-flop pertama) sahaja. Jadi, FF ini mengubah keadaan di pinggir penurunan setiap denyutan jam, tetapi FF1 hanya berubah apabila diaktifkan oleh penurunan Q o / p dari FF0. Kerana kelewatan penyebaran integral melalui FF, perubahan denyut jam i / p dan perubahan Q o / p FF0 tidak dapat terjadi pada waktu yang sama. Oleh itu, FF tidak dapat diaktifkan secara serentak, menghasilkan operasi tidak segerak.

Pembilang tak segerak

Perhatikan bahawa untuk memudahkan, perubahan Q0, Q1 & CLK dalam rajah di atas ditunjukkan sebagai serentak, walaupun ini adalah pembilang tak segerak. Sebenarnya, terdapat sedikit kelewatan b / n perubahan Q0, Q1 dan CLK.

Secara amnya, semua CLEAR i / ps dihubungkan bersama, jadi sebelum penghitungan bermula maka satu denyutan dapat membersihkan semua FF. Denyut jam yang dimasukkan ke dalam FF0 bergelombang melalui kaunter baru setelah penundaan penyebaran, seperti riak di atas air, maka istilah Ripple Counter.

Gambarajah litar pembilang riak dua bit merangkumi empat keadaan berbeza, masing-masing terdiri dengan nilai kiraan. Begitu juga, pembilang dengan n FF boleh mempunyai keadaan 2N. Bilangan keadaan di kaunter disebut sebagai nombor modnya. Oleh itu pembilang dua bit adalah pembilang mod-4.

Pembilang Dekad Asinkron

Di kaunter sebelumnya mempunyai keadaan 2n. Tetapi, kaunter dengan keadaan kurang dari 2n juga boleh dilakukan. Ini dirancang untuk mempunyai no. negeri dalam siri mereka. Ini dipanggil urutan yang dipendekkan yang dicapai dengan mengarahkan kaunter untuk mengitar semula sebelum melalui semua keadaannya. Modulus biasa untuk pembilang dengan urutan yang dipendekkan adalah 10. Kaunter dengan 10 keadaan dalam sirinya disebut penghitung dekad. Litar pembilang dekad yang dilaksanakan diberikan di bawah.

Diagram Litar Pembilang Dekad Asinkron

Apabila kaunter dihitung hingga sepuluh, maka semua FF akan dibersihkan. Perhatikan bahawa hanya Q1 & Q3 kedua-duanya digunakan untuk menyahkod kiraan 10, yang disebut penyahkodan separa. Pada masa yang sama salah satu negeri lain dari 0-9 mempunyai kedua Q1 & Q3 akan tinggi. Siri jadual kaunter dekad diberikan di bawah.

Urutan Pembilang Dekad

Kaunter Naik Turun Asinkron

Dalam aplikasi tertentu, pembilang mesti dapat mengira kedua-dua bahagian atas dan bawah. Litar di bawah adalah pembilang tiga & atas, yang mengira ATAS atau BAWAH berdasarkan status isyarat kawalan. Apabila UP i / p berada di 1 & DOWN i / p berada di 0, pintu NAND antara FF0 & FF1 akan memasukkan o / p yang tidak terbalik (Q) flip flop (FF0) ke dalam jam i / p flip flop (FF1). Begitu juga, o / p Flip Flop1 yang tidak terbalik akan dipagar melalui pintu NAND yang lain ke dalam jam i / p flip-flop2. Oleh itu kaunter akan mengira.

Diagram Litar Kaunter Atas-Bawah Asinkron

Setelah kawalan i / p (UP) berada di 0 & DOWN berada pada 1, o / ps terbalik dari flip-flop0 (FF0) dan flip-flop1 (FF) dipagar ke dalam jam i / ps dari FF1 & FF2 secara berasingan . Sekiranya FF pada mulanya diubah menjadi 0, maka kaunter akan melalui siri di bawah semasa denyutan i / p diterapkan. Perhatikan bahawa kaunter atas dan bawah yang tidak segerak lebih lambat daripada kaunter atas / bawah kaunter kerana kelewatan penyebaran tambahan yang diperkenalkan oleh gerbang NAND.

Urutan Kaunter Naik Turun Asinkron

Pembilang segerak

Di dalam ini jenis pembilang , CLK i / ps semua FF dihubungkan bersama dan diaktifkan oleh denyutan i / p. Jadi, semua perubahan FFs seketika. Gambarajah litar di bawah adalah pembilang segerak tiga bit. Input J dan K flip-flop0 disambungkan ke HIGH. Flip-flop 1 mempunyai J & K i / psnya yang terhubung ke o / p flip-flop0 (FF0), dan input J&K flip-flop2 (FF2) disambungkan ke o / p gerbang AND yang diberi makan oleh o / ps flip-flop0 dan flip-flop1. Apabila kedua-dua output FF0 & FF1 adalah TINGGI. Tepi positif nadi CLK keempat akan menyebabkan FF2 mengubah keadaannya kerana pintu AND.

Diagram Litar Pembilang Segerak

Siri meja kaunter tiga bit diberikan di bawah. Kelebihan utama kaunter ini adalah bahawa tidak ada kelewatan masa yang meningkat kerana semua FF diaktifkan secara selari. Oleh itu, frekuensi operasi maksimum pembilang segerak ini akan jauh lebih tinggi daripada pembilang riak setara.

Denyut CLK Pembilang Segerak

Pembilang Dekad Segerak

Kiraan pembilang segerak dari 0-9 serupa dengan pembilang tak segerak dan sekali lagi mengitar semula sifar. Proses ini dilakukan dengan menggerakkan 1010 keadaan kembali ke keadaan 0000. Ini disebut sebagai urutan terpotong, yang dapat dirancang oleh litar di bawah.

Diagram Litar Pembilang Dekad Segerak

Dari siri di sebelah kiri meja, kita dapat melihatnya

• Ikatan Q0 pada setiap nadi CLK
• Q1 berubah pada nadi jam seterusnya setiap kali Q0 = 1 & Q3 = 0.
• Q2 berubah pada nadi jam seterusnya setiap kali Q0 = Q1 = 1.
• Q3 berubah pada nadi CLK seterusnya setiap kali Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (kiraan 7), atau apabila Q0 = 1 & Q3 = 1 (kiraan 9).

Urutan Pembilang Dekad Segerak

Ciri-ciri di atas digunakan dengan DAN pintu gerbang ATAU . Gambarajah logik ini ditunjukkan dalam rajah di atas.

Kaunter Naik Turun segerak

Kaunter atas-bawah, bentuk jadual dan siri tiga bit diberikan di bawah. Kaunter jenis ini mempunyai i / p kawalan ke atas mirip dengan kaunter atas bawah yang tidak segerak, yang digunakan untuk mengawal arah kaunter melalui siri tertentu.

Diagram Litar Pembilang Naik Segerak

Siri jadual menunjukkan

• Ikatan Q0 pada setiap nadi CLK untuk kedua-dua siri naik & turun
• Apabila Q0 = 1 untuk siri ke atas, maka keadaan Q1 berubah pada nadi CLK seterusnya.
• Apabila Q0 = 0 untuk siri bawah, maka keadaan Q1 berubah pada nadi CLK seterusnya.
• Apabila Q0 = Q1 = 1 untuk siri up, maka keadaan Q2 berubah pada nadi CLK seterusnya.
• Apabila Q0 = Q1 = 0 untuk siri bawah, maka keadaan Q2 berubah pada nadi CLK seterusnya.

Urutan Pembilang Dekad Segerak

Ciri-ciri di atas digunakan dengan gerbang AND, gerbang ATAU dan gerbang TIDAK. Gambarajah logik ini ditunjukkan dalam rajah di atas.

Aplikasi Kaunter

Aplikasi kaunter terutamanya melibatkan jam digital dan multiplexing. Contoh terbaik kaunter adalah selari dengan logik penukaran data bersiri yang dibincangkan di bawah.

Satu set bit, melakukan serentak pada garis selari disebut data selari. Satu set bit, yang dilakukan pada satu baris dalam satu siri masa disebut data bersiri. Penukaran data Paralel ke siri biasanya dilakukan dengan menggunakan pembilang untuk mendapatkan siri data binari, pilih i / ps dari MUX, seperti yang dijelaskan dalam rangkaian di bawah.

Penukaran Data Selari ke Siri

Dalam litar di atas, penghitung modulo-8 terdiri dari Q o / ps, yang disambungkan ke data, pilih i / ps dari MUX 8-bit . Kumpulan data selari 8-bit pertama digunakan untuk input MUX. Semasa pembilang melalui siri binari dari 0-7, setiap bit bermula dengan D0, dipilih secara bersiri & dilewatkan melalui MUX ke garis o / p. Selepas denyutan 8-CLK, bait data telah diubah menjadi format bersiri & dihantar melalui saluran penghantaran. Kemudian, pembilang memproses kembali ke 0 dan menukar satu lagi bait selari secara bersiri sekali lagi dalam proses yang serupa.

Oleh itu, ini semua berkaitan dengan pembilang dan jenis pembilang, yang merangkumi pembilang tak segerak, pembilang segerak, pembilang dekad tak segerak, pembilang dekad segerak, pembilang atas tak segerak dan pembilang atas bawah sinkron. Selanjutnya, terdapat keraguan mengenai topik ini atau pemasa dan pembilang dalam mikrokontroler 8051 sila komen di bahagian komen di bawah.