Jälgides hoolikalt klaaspudelite tootmisliini, mida masinad pakendasid kümme pudelit pakendi kohta, tekib küsimus - kuidas masin teab pudelite arvu kokku lugeda? Mis õpetab masinaid lugema? Selle uudishimu lahendamiseks vastuse otsimine toob kaasa väga huvitava leiutise - Loendur ”. Loendurid on vooluring, mis loendab rakendatud kella impulsse. Nende kujundamisel kasutatakse tavaliselt plätusid. Nende toimimise põhjal klassifitseeritakse loendurid loenduriteks Sünkroonsed ja asünkroonsed loendurid . Selles artiklis vaatleme asünkroonset loendurit, mis on tuntud kui Ripple loendur .
Mis on laineloendur?
Enne Ripple Counterile hüppamist tutvume tingimustega Sünkroonsed ja asünkroonsed loendurid . Loendurid on plätude abil tehtud vooluringid. Sünkroonne loendur, nagu nimigi ütleb, on kõik olemas plätud töötades sünkroonis nii pulsiga kui ka üksteisega. Siin rakendatakse kella impulssi igale plätule.
Kui asünkroonses loenduris rakendatakse impulsi ainult esialgsele flipile, mille väärtust loetakse LSB-ks. Kellapulssi asemel toimib esimese flip-flopi väljund kella impulsina järgmisele flip-flopile, mille väljundit kasutatakse kellana järgmises reas flip-flopis ja nii edasi.
Seega toimub asünkroonses loenduris pärast eelmise flip flopi üleminekut järgmise flip'i üleminek, mitte samal ajal, nagu on näha sünkroonses loenduris. Siin on plätud ühendatud isand-ori paigutusega.
Ripple loendur: Ripple loendur on asünkroonne loendur. Selle nime sai ta seetõttu, et kella impulss lainetab vooluahelat. N-MOD pulsatsiooniloendur sisaldab n arvu plätusid ja vooluahel võib loendada kuni 2n enne kui ta lähtestab end algväärtusele.
Neid loendureid saab nende skeemide põhjal lugeda erineval viisil.
ÜLES VASTU: Loendab väärtused kasvavas järjekorras.
ALASLASKUR: Loendab väärtused kahanevas järjekorras.
ÜLES-ALLA LASKUR: Loendurit, mis saab loendada väärtusi kas edasi- või vastupidises suunas, nimetatakse üles-alla loenduriks või pöördloenduriks.
JAGA N RASKUMISE järgi: Binaarse asemel võime mõnikord nõuda loendamist kuni N, mis on baasist 10. Ripple loendurit, mis võib loendada väärtuseni N, mis ei ole 2 astmeline võimsus, nimetatakse jagamiseks N loenduriga.
Ripple loenduri skeem ja aja skeem
The pulsatsioonileti töö saab kõige paremini mõista näite abil. Kasutatavate plätude arvu põhjal on olemas 2-bitised, 3-bitised, 4-bitised ... .. saab kujundada lainetusloendureid. Vaatame 2-bitise tööd binaarne pulsatsiooniloendur mõistest aru saamiseks.
TO binaarloendur saab loendada kuni 2-bitiseid väärtusi, st. 2-MOD loendur saab loendada 2kaks= 4 väärtust. Kuna siin on n väärtus 2, siis kasutame kahte plätut. Flip-flopi tüübi valimisel tuleb meeles pidada, et Ripple'i loendureid saab kujundada ainult nende plätudega, millel on lülitamise tingimus nagu JK ja T plätud .
Binaarne lainetusloendur JK Flip Flopi abil
Vooluahela paigutus a binaarne pulsatsiooniloendur on näidatud alloleval joonisel. Siin kaks JK plätud Kasutatakse J0K0 ja J1K1. Papude JK sisendid on varustatud kõrgepingesignaaliga, hoides neid olekus 1. Kellapulsi sümbol tähistab negatiivset käivitatud kellaimpulssi. Jooniselt võib täheldada, et esimese klapi väljund Q0 rakendatakse kellapulsina teisele klapile.
Binaarne lainetusloendur JK Flip Flopi abil
Siin on väljundiks Q0 LSB ja väljundiks Q1 on MSB-bitt. Leti toimimist saab hõlpsasti mõista, kasutades JK flip-flopi tõttabelit.
| Jn | TOn | Qn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qn 1 0 Qn |
Nii et vastavalt tabelile Tõde, kui mõlemad sisendid on 1, on järgmine olek eelmise oleku täiend. Seda tingimust kasutatakse ripple flip flopis. Kuna oleme rakendanud kõrgepinge kõikidele plätude JK sisenditele, on nad olekus 1, seega peavad nad oleku muutma kellimpulssi negatiivses lõpp-otsas. kella impulsi üleminekul 1 kuni 0. Binaarse pulsatsiooniloenduri ajadiagramm selgitab toimingut selgelt.
Binaarse lainetusloenduri ajastusskeem
Ajastusdiagrammilt võime jälgida, et Q0 muudab olekut ainult rakendatud kella negatiivse serva ajal. Esialgu on flip flopis olekus 0. Flip-flop jääb olekusse seni, kuni rakendatud kell läheb 1-st 0-ni. Kuna JK väärtused on 1, peaks flip flop vahetama. Niisiis, see muudab oleku 0-st 1. Protsess jätkub kõigi kella impulsside puhul.
Sisendimpulsside arv | Q1 | Q0 |
| 0 1 kaks 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Tulles teisele klapile, antakse siin klapi 1 tekitatud lainekuju kella impulssina. Niisiis, nagu näeme ajadiagrammilt, kui Q0 läheb üle 1-lt 0-le, muutub Q1 olek. Siin ei arvestata ülaltoodud taktimpulssi, järgige ainult Q0 lainekuju. Pange tähele, et Q0 väljundväärtusi peetakse LSB-ks ja Q1 MSB-deks. Ajastusdiagrammilt võime täheldada, et loendur loendab väärtused 00,01,10,11, seejärel lähtestab ennast ja alustab uuesti väärtusest 00,01, ... kuni J0K0 flipile rakendatakse kellaimpulsse.
3-bitine Ripple loendur, kasutades JK flip-flopi - tõetabel / ajadiagramm
3-bitises pulsatsiooniloenduris kasutatakse vooluringis kolme plätud. Kuna siin on n väärtus kolm, võib loendur loendada kuni 23= 8 väärtust, st. 000,001,010,011,100,101,110,111. Elektriskeem ja ajastusskeem on toodud allpool.
Binaarne lainetusloendur JK Flip Flopi abil
3-bitine Ripple Counter ajastusdiagramm
Siin antakse Q1 väljundlainekuju impulssina flip-flopile J2K2. Niisiis, kui Q1 läheb 1-lt 0-le üleminekule, muudetakse Q2 olekut. Q2 väljundiks on MSB.
Impulsside arv | Qkaks | Q1 | Q0 |
0 1 kaks 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-bitine Ripple Counter, kasutades JK Flip flopi - vooluringi skeemi ja ajastusskeemi
4-bitises pulsatsiooniloenduris on n väärtus 4, kasutatakse 4 JK flippi ja loendur võib loendada kuni 16 impulssi. Allpool elektriskeem ja ajastusskeem antakse koos tõetabeliga.
4-bitine Ripple Counter, kasutades JK Flip Flopi
4-bitine Ripple Counter ajastusdiagramm
4-bitine Ripple'i loendur, kasutades D Flip Flopi
Ripple loenduri jaoks Flip Flopi valimisel tuleb arvestada olulise punktiga, et flip flop peaks sisaldama seisundite vahetamise tingimust. Selle tingimuse täidavad ainult T ja JK plätud.
Aasta tõetabelist D flip flop , on selgelt näha, et see ei sisalda lülitustingimust. Niisiis, kui Ripple loendurina kasutatakse flip flopi algväärtus on 1. Kui kellapulss läbib ülemineku 1-lt 0-le, peaks flip flopi olekut muutma. Kuid tõetabeli kohaselt jääb D-väärtuseks 1, kuni D-väärtus muudetakse väärtuseks 0. Seega jääb D0-flip flopi lainekuju alati 1-ks, mis pole loendamiseks kasulik. Niisiis, D-klappi ei arvestata Ripple-loendurite ehitamisel.
Jaga N loenduriga
Ripple loendur loendab väärtusi kuni 2n. Niisiis pole väärtustega, mis ei ole väärtused 2, loendada vooluringi mida oleme siiani näinud. Kuid muutmise abil saame teha pulsilugeja, et loendada väärtus, mida ei saa väljendada astmega 2. Sellist loendurit nimetatakse Jaga N loenduriga .
Kümnendi loendur
Selles kujunduses kasutatavate plätude arv n valitakse nii, et 2n> N kus N on loenduri arv. Koos plätudega lisatakse tagasiside värav, nii et loendusel N lähtestatakse kõik varbad nulli. See tagasisideahel on lihtsalt a NAND värav mille sisendid on nende flipide väljundid Q, mille väljund Q = 1 loendusel N
Vaatame loenduri vooluringi, mille N väärtus on 10. Seda loendurit tuntakse ka kui Kümnendi loendur kuna see loeb kuni 10. Siin peaks varvaste arv olema 4, sest 24= 16> 10. Ja kui N = 10, on väljundid Q1 ja Q3 1. Seega antakse need NAND-värava sisenditena. NAND-värava väljund rakendatakse kõigile varbadele, taastades need nulli.
Ripple Counter puudused
Kandeaja levimisaeg on aeg, mille loendur võtab oma reageeringu lõpetamiseks antud sisendimpulsile. Nagu pulsatsiooniloenduris, on ka kella impulss asünkroonne, vastuse lõpuleviimiseks on vaja rohkem aega.
Ripple Counter rakendused
Neid loendureid kasutatakse sageli aja mõõtmiseks, sageduse mõõtmiseks, kauguse mõõtmiseks, kiiruse mõõtmiseks, lainekuju genereerimiseks, sagedusjaotuseks, digitaalarvutiteks, otselugemiseks jne.
Seega on see kõik lühike teave pulsatsiooniloenduri kohta, binaar-, 3- ja 4-bitiste loendurite ehitamine JK-Flip Flopi abil koos skeemiga, pulsatsiooniloenduri ajastusskeem ja tõetabel. D-Flip Flopiga pulsilugeja ehitamise peamine põhjus, Ripple Counteri puudused ja rakendused. siin on teile küsimus, mis on 8-bitine Ripple'i loendur ?
