Sissejuhatus loenduritesse - loendurite tüübid

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Loendur on digitaalne seade ja loenduri väljund sisaldab ettemääratud olekut, mis põhineb kella impulssrakendustel. Väljund loendurit saab kasutada loendage impulsside arv. Üldiselt koosnevad loendurid flip-flop-paigutusest, mis võib olla sünkroonloendur või asünkroonne loendur. Sünkroonses loenduris antakse kõigile plätudele ainult üks kell i / p, samas kui asünkroonses loenduris o / p flipist on lähedal asuva signaali kell. Rakendused mikrokontroller vaja arvestada väliseid sündmusi, näiteks täpse sisemise viivituse genereerimist ja impulssrongide sagedust. Neid sündmusi kasutatakse sageli digitaalsetes süsteemides ja arvutites. Mõlemat sündmust saab käivitada tarkvaratehnikate abil, kuid loendamise tarkvaralised silmused ei anna täpset tulemust, tähtsamaid funktsioone ei tehta. Neid probleeme saab lahendada katkestustena kasutatavate mikrokontrollerite taimerite ja loendurite abil.

Loendurid

Loendurid



Loendurite tüübid

Loendureid saab liigitada erinevatesse tüüpidesse vastavalt nende kellaajale. Nemad on


  • Asünkroonsed loendurid
  • Sünkroonsed loendurid
  • Asünkroonsed kümnendiloendurid
  • Sünkroonsed kümnendiloendurid
  • Asünkroonsed üles-alla loendurid
  • Sünkroonsed üles-alla loendurid

Seda tüüpi lettide paremaks mõistmiseks käsitleme siin mõnda loendurit.



Asünkroonsed loendurid

2-bitise asünkroonse loenduri skeem on toodud allpool. Väliskell on ühendatud ainult FF0 (esimene flip-flop) kellaga i / p. Niisiis, see FF muudab olekut iga taktimpulssi kahanevas servas, kuid FF1 muutub ainult siis, kui see on aktiveeritud FF0 Q o / p kahaneva servaga. FF-i kaudu toimuva integreeritud leviku viivituse tõttu ei saa i / p kella impulsi muutus ja FF0 Q o / p muutus kunagi toimuda täpselt samal ajal. Seega ei saa FF-e samaaegselt aktiveerida, tekitades asünkroonse toimingu.

Asünkroonsed loendurid

Asünkroonsed loendurid

Pange tähele, et lihtsuse huvides kuvatakse ülaltoodud diagrammil Q0, Q1 ja CLK muutused samaaegsetena, kuigi see on asünkroonne loendur. Tegelikult on väike viivitus b / n Q0, Q1 ja CLK muutused.

Üldiselt on kõik CLEAR i / ps omavahel ühendatud, nii et enne loendamise algust saab üks impulss kustutada kõik FF-id. FF0-sse sisestatud kellimpulss lainetatakse pärast paljunemisviivitusi läbi uute loendurite, näiteks pulsatsioon vees, sellest ka termin Ripple Counter.


Kahe bitise pulsatsiooniloenduri skeem sisaldab nelja erinevat olekut, millest igaüks koosneb loendusväärtusest. Samamoodi võib n FF-ga loenduril olla 2N olekut. Loenduri olekute arvu nimetatakse selle mod-numbriks. Seetõttu on kahebittine loendur mod-4 loendur.

Asünkroonsed kümnendiloendurid

Eelmises loenduris on 2n olekut. Kuid ka loendurid, mille olek on väiksem kui 2n, on samuti võimalikud. Need on kavandatud nii, et neil ei oleks. nende seeriate olekutest. Neid nimetatakse lühendatud järjestusteks, mis saavutatakse, juhtides loendurit ringlusse enne kõigi selle olekute läbimist. Lühendatud järjestusega loendurite ühine moodul on 10. Selle seeria 10-olekulist loendurit nimetatakse kümnendiloenduriks. Rakendatud kümnendi loendurite ahel on toodud allpool.

Asünkroonne kümnendi loendurite skeem

Asünkroonne kümnendi loendurite skeem

Kui loendur loeb kümneni, kustutatakse kõik FF-id. Pange tähele, et 10 loenduse dekodeerimiseks kasutatakse ainult Q1 ja Q3, mida nimetatakse osaliseks dekodeerimiseks. Samal ajal on ühel teistest olekutest 0–9 nii Q1 kui ka Q3 kõrged. Kümnendi loenduri tabeli seeria on toodud allpool.

Kümnendiku loenduri järjestus

Kümnendiku loenduri järjestus

Asünkroonsed üles-alla loendurid

Konkreetsetes rakendustes peab loendur olema võimeline loendama nii üles kui ka alla. Allpool olev vooluring on kolme bitiga üles ja alla loendur, mis loeb üles või alla vastavalt juhtimissignaali olekule. Kui UP i / p on 1 ja DOWN i / p on 0, väravad NF-väravad FF0 ja FF1 vahel klapi (FF0) tagurpidi pööramata o / p (Q) kella i / p flip flop (FF1). Samamoodi viiakse Flip Flop1 tagurpidi pööramata o / p läbi teise NAND-värava flip-flop2 kella i / p-sse. Seetõttu loendatakse loendurit.

Asünkroonne üles-alla loenduri vooluahela skeem

Asünkroonne üles-alla loenduri vooluahela skeem

Kui kontroll i / p (UP) on 0-l ja DOWN on 1-l, on värava flip-flop0 (FF0) ja flip-flop1 (FF) ümberpööratud o / ps eraldi FF1 ja FF2 kella i / ps-s. . Kui FF-id muudetakse algselt 0-deks, siis loendur läbib allpool olevad seeriad, kui rakendatakse i / p-impulsse. Pange tähele, et asünkroonne üles-alla loendur on aeglasem kui UP loendur / alla loendur, kuna NAND-väravad on sisse viinud täiendava viivituse.

Asünkroonse üles-alla loenduri järjestus

Asünkroonse üles-alla loenduri järjestus

Sünkroonsed loendurid

Selles loendurite tüüp , on kõigi FF-ide CLK i / ps ühendatud ja i / p-impulsside abil aktiveeritud. Niisiis, kõik FF-id muudavad olekuid koheselt. Allpool toodud skeem on kolmetibaline sünkroonloendur. Flip-flop0 sisendid J ja K on ühendatud HIGH-ga. Flip-flop 1 J & K i / ps on ühendatud flip-flop0 (FF0) o / p-ga ja flip-flop2 (FF2) sisendid J & K on ühendatud AND-i värava o / p-ga, mis toidetakse flip-flop0 ja flip-flop1 o / ps abil. Kui FF0 ja FF1 mõlemad väljundid on KÕRGED. Neljanda CLK impulsi positiivne serv põhjustab FF2 oma oleku muutmise AND-värava tõttu.

Sünkroonne loendurite skeem

Sünkroonne loendurite skeem

Kolme bitise loenduri tabeli seeria on toodud allpool. Nende loendurite peamine eelis on see, et kõigi FF-de paralleelselt aktiveerimise tõttu ei esine kasvavat viivitust. Seega on selle sünkroonloenduri maksimaalne töösagedus tunduvalt suurem kui samaväärse pulsiluguri puhul.

CLK impulsid sünkroonloenduritel

CLK impulsid sünkroonloenduritel

Sünkroonsed kümnendiloendurid

Sünkroonloendur loendab 0–9, mis sarnaneb asünkroonse loenduriga, ja seejärel taaskasutab null. See protsess viiakse 1010 oleku tagasi 0000 olekusse. Seda nimetatakse kärbitud järjestuseks, mille saab kujundada allpool oleva vooluringi abil.

Sünkroonne aastakümne loendurite skeem

Sünkroonne aastakümne loendurite skeem

Vasakul tabelis olevast seeriast võime seda jälgida

  • Q0 seob iga CLK impulsi
  • Q1 muutub järgmisel kellaimpulsil iga kord, kui Q0 = 1 ja Q3 = 0.
  • Q2 muutub järgmisel kellaimpulsil iga kord, kui Q0 = Q1 = 1.
  • Q3 muutub järgmisel CLK impulsil iga kord, kui Q0 = 1, Q1 = 1 ja Q2 = 1 (arv 7) või kui Q0 = 1 ja Q3 = 1 (arv 9).
Sünkroonse kümnendi loenduri järjestus

Sünkroonse kümnendi loenduri järjestus

Eespool nimetatud omadusi kasutatakse koos JA värav või VÕI värav . Selle loogiline diagramm on näidatud ülaltoodud diagrammil.

Sünkroonsed üles-alla loendurid

Kolme bitine sünkroonne üles-alla loendur, tabelivorm ja seeria on toodud allpool. Seda tüüpi loenduritel on üles-alla juhtimine i / p, mis on sarnane asünkroonse üles-alla loenduriga, mida kasutatakse loenduri suuna juhtimiseks teatud seeria kaudu.

Sünkroonne üles-alla loendurite vooluringi skeem

Sünkroonne üles-alla loendurite vooluringi skeem

Tabeli seeria näitab

  • Q0 seob iga CLK impulsi nii üles kui ka alla
  • Kui Q0 = 1 ülemise rea korral, muutub Q1 olek järgmisel CLK impulsil.
  • Kui Q0 = 0 allapoole suunatud seeria jaoks, siis Q1 olek muutub järgmisel CLK impulsil.
  • Kui Q0 = Q1 = 1 ülemise rea korral, muutub Q2 olek järgmisel CLK impulsil.
  • Kui Q0 = Q1 = 0 allapoole suunatud seeria jaoks, siis Q2 olek muutub järgmisel CLK impulsil.
Sünkroonsete kümnendiloendurite järjestus

Sünkroonsete kümnendiloendurite järjestus

Ülaltoodud omadusi kasutatakse värava AND, OR värava ja EI värava puhul. Selle loogiline diagramm on näidatud ülaltoodud diagrammil.

Loendurite rakendused

Loendurite rakendused hõlmavad peamiselt digitaalseid kellasid ja multipleksimist. Parim loenduri näide on paralleelne allpool käsitletud seeriandmete teisendamise loogikaga.

Paralleelsetele joontele samaaegselt töötavate bittide kogumit nimetatakse paralleelseteks andmeteks. Bittide kogumit, mis toimib aegridade ühel real, nimetatakse seeriandmeteks. Paralleelselt jadaandmete andmete teisendamine toimub tavaliselt loenduri abil, et saada andmete binaarne seeria, valige i / ps MUX-st, nagu on selgitatud allpool toodud vooluringis.

Paralleelselt seeriaandmete teisendamine

Paralleelselt seeriaandmete teisendamine

Ülaltoodud vooluringis koosneb moodul-8 loendur Q o / ps-st, mis on ühendatud andmetega, valige i / ps 8-bitine MUX . Esimene 8-bitine paralleelsete andmete rühm rakendatakse MUX-i sisenditele. Kui loendur läbib binaarset seeriat vahemikus 0-7, algab iga bitt tähega D0, valitakse järjestikku ja juhitakse läbi MUX-i o / p-liinile. Pärast 8-CLK impulsse on andmebait muudetud jadavorminguks ja saadetud ülekandeliini kaudu. Seejärel töötleb loendur uuesti väärtuseks 0 ja muudab sarnase protsessi käigus järjestikku veel ühte paralleelset bait.

Seega on see kõik loendurite ja loenduritüüpide kohta, mis hõlmavad asünkroonseid loendureid, sünkroonloendureid, asünkroonseid kümnendiloendureid, sünkroonsete aastakümnete loendureid, asünkroonseid üles-alla loendureid ja sünkroonseid üles-alla loendureid. Lisaks sellele on kahtlusi selle teema suhtes või taimerid ja loendurid mikrokontrolleris 8051 palun kommenteerige allpool olevat kommentaaride jaotist.