În timp ce observați cu atenție linia de producție a sticlelor de sticlă, care erau ambalate sub formă de 10 sticle pe ambalaj de către mașini, o întrebare minte curios - Cum știe mașina să numere numărul de sticle? Ce îi învață pe mașini cum să numere? Căutarea unui răspuns pentru a rezolva această curiozitate va duce la o invenție foarte interesantă numită - „ Counter’s Contoare sunt circuitul care contorizează impulsurile de ceas aplicate. Acestea sunt de obicei proiectate folosind flip-flops. Pe baza modului în care se aplică ceasul, funcționarea lor contoare sunt clasificate ca Contoare sincrone și asincrone . În acest articol, să ne uităm la un contor asincron, cunoscut sub numele de Ripple counter .
Ce este un contor Ripple?
Înainte de a trece la Ripple Counter, să ne familiarizăm cu termenii Contoare sincrone și asincrone . Contoare sunt circuite realizate folosind flip-flops. Contor sincron, așa cum sugerează și numele, au toate flip-flops lucrează sincronizat cu pulsul ceasului, precum și unul cu celălalt. Aici pulsul de ceas este aplicat fiecărui flip flop.
În timp ce în contorul asincron pulsul de ceas se aplică numai flip-flop-ului inițial a cărui valoare ar fi considerată LSB. În locul impulsului de ceas, ieșirea primului flip-flop acționează ca un impuls de ceas la următorul flip-flop, a cărui ieșire este utilizată ca un ceas la următorul flip-flop în linie și așa mai departe.
Astfel, în contorul asincron după tranziția flip-flop-ului anterior are loc tranziția flip-flop-ului următor, nu în același timp cu cel din contorul sincron. Aici flip-flop-urile sunt conectate în aranjamentul Master-Slave.
Ripple Counter: Contorul Ripple este un contor asincron. Și-a luat numele, deoarece pulsul ceasului traversează circuitul. Un contor de ondulații n-MOD conține n număr de flip-flops și circuitul poate conta până la 2n înainte de a se reseta la valoarea inițială.
Aceste contoare pot conta în diferite moduri pe baza circuitelor lor.
CONTOR DE SUS: Numără valorile în ordine crescătoare.
CONTOR JOS: Numără valorile în ordine descrescătoare.
CONTOR ÎN SUS: Un contor care poate conta valori fie în direcția înainte, fie în direcția inversă se numește contor în sus sau în jos sau contor reversibil.
ÎMPARTIȚI după N CONTOR: În loc de un binar, uneori putem cere să numărăm până la N care este de baza 10. Contorul de ondulație care poate conta până la valoarea N care nu este o putere de 2 se numește Divide by N counter.
Diagrama circuitului contorului ondulat și diagrama de sincronizare
funcționarea contorului de ondulare poate fi cel mai bine înțeles cu ajutorul unui exemplu. Pe baza numărului de flip-flops folosite, pot fi proiectate contoare de 2-bit, 3-bit, 4-bit ... .. Să ne uităm la funcționarea unui 2-bit contor binar de ondulare pentru a înțelege conceptul.
LA contor binar poate număra până la valori pe 2 biți, adică. Contor 2-MOD poate număra 2Două= 4 valori. Deoarece aici valoarea n este 2, folosim 2 flip-flops. În timp ce alegeți tipul de flip-flop, trebuie să ne amintim că contoarele Ripple pot fi proiectate numai folosind acele flip-flop-uri care au o condiție de comutare ca în Flip flops JK și T. .
Binary Ripple Counter folosind JK Flip Flop
Aranjamentul circuitului unui contor binar de ondulare este așa cum se arată în figura de mai jos. Aici două Flip flops JK Se utilizează J0K0 și J1K1. Intrările JK ale flip-flop-urilor sunt furnizate cu semnal de înaltă tensiune menținându-le într-o stare 1. Simbolul pentru impulsul de ceas indică un impuls de ceas declanșat negativ. Din figură, se poate observa că ieșirea Q0 a primului flip flop se aplică ca impuls de ceas la al doilea flip flop.
Contor binar Ripple folosind JK Flip Flop
Aici ieșirea Q0 este LSB, iar ieșirea Q1 este bitul MSB. Funcționarea contorului poate fi ușor înțeleasă folosind Tabelul Adevărului al flip flopului JK.
| Jn | LAn | În + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | În 1 0 În |
Deci, conform tabelului Adevăr, când ambele intrări sunt 1, următoarea stare va fi complementul stării anterioare. Această condiție este utilizată în flip flop-ul ondulat. Deoarece am aplicat o tensiune înaltă la toate intrările JK ale flip-flop-urilor, acestea se află la starea 1, deci trebuie să comute starea la capătul negativ al impulsului de ceas. la tranziția 1 la 0 a impulsului de ceas. Diagrama de sincronizare a contorului de undă binar explică în mod clar operațiunea.
Diagrama de sincronizare a contorului binar de ondulare
Din diagrama de sincronizare, putem observa că Q0 schimbă starea numai în timpul marginii negative a ceasului aplicat. Inițial, flip-flop-ul este la starea 0. Flip-flop-ul rămâne în stare până când ceasul aplicat merge de la 1 la 0. Deoarece valorile JK sunt 1, flip-flop-ul ar trebui să comute. Deci, schimbă starea de la 0 la 1. Procesul continuă pentru toate impulsurile ceasului.
Numărul de impulsuri de intrare | Î1 | Î0 |
| 0 1 Două 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Venind la al doilea flip flop, aici forma de undă generată de flip flop 1 este dată ca impuls de ceas. Deci, după cum putem vedea în diagrama de sincronizare când Q0 trece de la 1 la 0 starea Q1 se schimbă. Aici nu luați în considerare impulsul de ceas de mai sus, urmați doar forma de undă a Q0. Rețineți că valorile de ieșire ale Q0 sunt considerate ca LSB și Q1 sunt considerate ca MSB. Din diagrama de sincronizare, putem observa că contorul numără valorile 00,01,10,11, apoi se resetează și începe din nou de la 00,01, ... până când se aplică impulsuri de ceas pe flip flop J0K0.
Contor Ripple pe 3 biți folosind flip-flopul JK - Tabelul adevărului / Diagrama de sincronizare
În contorul de ondulație de 3 biți, trei flip-flop-uri sunt utilizate în circuit. Deoarece aici valoarea „n” este de trei, contorul poate conta până la 23= 8 valori, adică. 000,001,010,011,100,101,110,111. Diagrama circuitului și diagrama de sincronizare sunt date mai jos.
Contor binar Ripple folosind JK Flip Flop
Diagrama de contorizare a contorului de 3 biți
Aici forma de undă de ieșire a Q1 este dată ca impuls de ceas la flip flop J2K2. Deci, când Q1 trece de la 1 la 0 tranziții, starea Q2 este schimbată. Ieșirea Q2 este MSB.
Număr de impulsuri | ÎDouă | Î1 | Î0 |
0 1 Două 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-bit Ripple Counter folosind JK Flip flop - Diagrama circuitului și diagrama de sincronizare
În contorul de ondulație de 4 biți, valoarea n este 4, deci sunt utilizate 4 flip flop JK și contorul poate număra până la 16 impulsuri. Sub schema de circuit și diagrama de sincronizare sunt date împreună cu tabelul adevărului.
Contor Ripple de 4 biți folosind JK Flip Flop
Diagrama de contorizare a contorului de 4 biți
Contor Ripple de 4 biți folosind D Flip Flop
Când vine vorba de selectarea unui Flip Flop pentru contorul Ripple, proiectarea unui punct important care trebuie luat în considerare este că flip flopul ar trebui să conțină o condiție pentru comutarea stărilor. Această condiție este îndeplinită doar de flip-flops T și JK.
Din tabelul adevărului din D flip flop , se poate vedea clar că nu conține starea de comutare. Deci, atunci când un flip flop folosit ca contor Ripple are valoarea inițială de 1. Când pulsul de ceas suferă tranziția de la 1 la 0, flip flop-ul ar trebui să schimbe starea. Dar conform tabelului adevărului când valoarea D este 1, ea rămâne pe 1 până când valoarea D este schimbată la 0. Deci, forma de undă a D0-flip flop va rămâne întotdeauna 1, ceea ce nu este util pentru numărare. Deci, flip flopul D nu este luat în considerare pentru construcția contoarelor Ripple.
Împărțiți cu N contor
Contorul Ripple contorizează valori de până la 2n. Deci, nu este posibil să se numere valori care nu sunt puteri de 2 circuitele pe care le-am văzut până acum. Dar, prin modificare, putem face contor de ondulare pentru a număra valoarea care nu poate fi exprimată ca o putere de 2. Un astfel de contor este numit Împărțiți cu N contor .
Decada Counter
Numărul de flip flops n care vor fi utilizate în acest design sunt alese în așa fel încât 2n> N unde N este numărul contorului. Împreună cu bistabilele, se adaugă o poartă de feedback, astfel încât la numărul N toate bistabilele să fie resetate la zero. Acest circuit de feedback este pur și simplu un Poarta NAND ale căror intrări sunt ieșirile Q ale acelor flip flop-uri a căror ieșire Q = 1 la numărul N.
Să vedem circuitul unui contor pentru care valoarea N este 10. Acest contor este, de asemenea, cunoscut sub numele de Contor de decenii deoarece contează până la 10. Aici numărul de flip flops ar trebui să fie 4 din cauza 24= 16> 10. Și la un număr de N = 10 ieșirile Q1 și Q3 vor fi 1. Deci, acestea sunt date ca intrări la poarta NAND. Ieșirea porții NAND este aplicată tuturor flip-flop-urilor, resetându-le astfel la zero.
Dezavantaje ale Ripple Counter
Timpul de propagare a transportului este timpul luat de un contor pentru a-și completa răspunsul la impulsul de intrare dat. Ca și în contorul de ondulații, pulsul ceasului este asincron, necesită mai mult timp pentru a finaliza răspunsul.
Aplicații ale Ripple Counter
Aceste contoare sunt frecvent utilizate pentru măsurarea timpului, măsurarea frecvenței, măsurarea distanței, măsurarea vitezei, generarea formelor de undă, divizarea frecvenței, calculatoare digitale, numărare directă etc ...
Astfel este vorba despre asta informații scurte despre contorul de ondulații, funcționarea construcției contoarelor binare, 3 biți și 4 biți utilizând JK-Flip Flop împreună cu schema de circuit, diagramă de sincronizare a contorului de ondulare , și tabelul adevărului. Motivul principal din spatele construcției contorului de ondulare cu D-Flip Flop, dezavantaje și aplicații ale Ripple Counter. Iată o întrebare pentru tine, ce este Contor Ripple pe 8 biți ?
