Rūpīgi novērojot stikla pudeļu ražošanas līniju, ko mašīnas iesaiņoja kā 10 pudeles vienā iepakojumā, zinātkārs prāts jautā: Kā mašīna zina saskaitīt pudeļu skaitu? Kas mašīnām māca skaitīt? Meklējot atbildi, lai atrisinātu šo ziņkāri, radīsies ļoti interesants izgudrojums ar nosaukumu - “ Counter’s Skaitītāji ir ķēde, kurā tiek skaitīti lietoti pulksteņa impulsi. Tie parasti tiek izstrādāti, izmantojot flip-flops. Atkarībā no tā, kā pulkstenis tiek piemērots to darbībai, skaitītāji tiek klasificēti kā Sinhronie un asinhronie skaitītāji . Šajā rakstā apskatīsim asinhrono skaitītāju, kas ir pazīstams kā Ripple skaitītājs .
Kas ir Ripple Counter?
Pirms pāriet uz Ripple Counter, iepazīsimies ar noteikumiem Sinhronie un asinhronie skaitītāji . Skaitītāji ir ķēdes, kas izgatavotas, izmantojot flip-flops. Sinhronais skaitītājs, kā norāda nosaukums, ir visi flip-flops strādā sinhronizācijā ar pulksteņa impulsu, kā arī viens ar otru. Šeit pulksteņa impulss tiek piemērots katram flip flopam.
Tā kā asinhronajā pretpulkstenī impulss tiek piemērots tikai sākotnējam flip flopam, kura vērtība tiek uzskatīta par LSB. Pulksteņa impulsa vietā pirmā flip-flop izeja darbojas kā pulksteņa impulss nākamajam flip flopam, kura izeja tiek izmantota kā pulkstenis nākamajam rindas flip-flop un tā tālāk.
Tādējādi asinhronajā skaitītājā pēc iepriekšējā flip flop pārejas notiek nākamā flip pāreja, nevis vienlaikus kā redzams Synchronous counter. Šeit flip-flops ir savienoti Master-Slave izkārtojumā.
Ripple Counter: Ripple counter ir asinhronais skaitītājs. Tas ieguva savu nosaukumu, jo pulksteņa impulss viļņojas pa ķēdi. N-MOD pulsācijas skaitītājs satur n flip-flopu skaitu, un ķēde var saskaitīt līdz 2n vērtības, pirms tā atjauno sākotnējo vērtību.
Šos skaitītājus var saskaitīt dažādos veidos, pamatojoties uz to shēmām.
UZ PĀRSKATU: Skaita vērtības augošā secībā.
LEJAS Skaitītājs: Skaita vērtības dilstošā secībā.
UP-DOWN Skaitītājs: Skaitītāju, kas var skaitīt vērtības virzienā uz priekšu vai atpakaļgaitā, sauc par skaitītāju uz augšu vai uz leju.
SADALĪT pa N Skaitītāju: Binārā vietā dažreiz mums var būt nepieciešams skaitīt līdz N, kas ir bāzes 10. Ripple counter, kas var saskaitīt līdz vērtībai N, kas nav 2 jauda, tiek saukts Dalīt ar N skaitītāju.
Ripple Counter Circuit Shēma un laika shēma
The pulsācijas skaitītāja darbība vislabāk var saprast ar piemēra palīdzību. Pamatojoties uz izmantoto flip flopu skaitu, var būt 2 bitu, 3 bitu, 4 bitu ... .. var izveidot ripple skaitītājus. Apskatīsim 2 bitu darbību binārā pulsācijas skaitītājs saprast jēdzienu.
TO binārs skaitītājs var saskaitīt līdz 2 bitu vērtībām. t.i. 2-MOD skaitītājs var saskaitīt 2divi= 4 vērtības. Tā kā šeit n vērtība ir 2, mēs izmantojam 2 flip-flops. Izvēloties flip-flop veidu, jāatceras, ka Ripple skaitītājus var veidot tikai, izmantojot tos flip-flops, kuriem ir pārslēgšanās nosacījums kā JK un T flip flops .
Binārais pulsācijas skaitītājs, izmantojot JK Flip Flop
Ķēdes izvietojums a binārā pulsācijas skaitītājs ir kā parādīts attēlā zemāk. Šeit divi JK flip flops Tiek izmantoti J0K0 un J1K1. Flip flops JK ievadi tiek piegādāti ar augstsprieguma signālu, uzturot tos stāvoklī 1. Pulksteņa impulsa simbols norāda uz negatīvu aktivizētu pulksteņa impulsu. Pēc attēla var novērot, ka pirmā flip izeja Q0 tiek izmantota kā pulksteņa impulss otrajam flip flopam.
Binārais pulsācijas skaitītājs, izmantojot JK Flip Flop
Šeit izeja Q0 ir LSB un izeja Q1 ir MSB bits. Letes darbību var viegli saprast, izmantojot JK flip flop Patiesības tabulu.
| Džn | TOn | Jn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Jn 1 0 Jn |
Tātad, saskaņā ar patiesības tabulu, kad abas ievades ir 1, nākamais stāvoklis būs iepriekšējā stāvokļa papildinājums. Šis nosacījums tiek izmantots ripple flip flop. Tā kā mēs esam pielikuši augstu spriegumu visām flip-flops JK ieejām, tie atrodas stāvoklī 1, tāpēc viņiem ir jāpārslēdz stāvoklis pulksteņa impulsa negatīvajā virzienā. T.i. pulksteņa impulsa pārejā no 1 līdz 0. Binārā pulsācijas skaitītāja laika diagramma skaidri izskaidro darbību.
Binārā pulsācijas skaitītāja laika diagramma
Pēc laika diagrammas mēs varam novērot, ka Q0 maina stāvokli tikai pielietotā pulksteņa negatīvās malas laikā. Sākotnēji flip flop ir stāvoklī 0. Flip-flop paliek stāvoklī, līdz lietotais pulkstenis iet no 1 līdz 0. Tā kā JK vērtības ir 1, flip flop jāpārslēdzas. Tātad, tas maina stāvokli no 0 līdz 1. Process turpinās visiem pulksteņa impulsiem.
Ieejas impulsu skaits | J1 | J0 |
| 0 1 divi 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Nākot uz otro flip flop, šeit flip flop 1 radītā viļņu forma tiek dota kā pulksteņa impulss. Tātad, kā mēs redzam laika shēmā, kad Q0 pāriet no 1 uz 0, Q1 stāvoklis mainās. Šeit neņemiet vērā iepriekš minēto pulksteņa impulsu, sekojiet tikai Q0 viļņu formai. Ņemiet vērā, ka Q0 izejas vērtības tiek uzskatītas par LSB un Q1 tiek uzskatītas par MSB. Pēc laika shēmas mēs varam novērot, ka skaitītājs saskaita vērtības 00,01,10,11, pēc tam pats atiestata un sākas no 00,01,… līdz brīdim, kad J0K0 flip flop tiek iedarbināti pulksteņa impulsi.
3 bitu Ripple skaitītājs, izmantojot JK flip-flop - Patiesības tabula / Laika diagramma
3 bitu pulsācijas skaitītājā ķēdē tiek izmantoti trīs flip-flops. Tā kā šeit ‘n’ vērtība ir trīs, skaitītāju var saskaitīt līdz 23= 8 vērtības, t.i. 000,001,010,011,100,101,110,111. Ķēdes shēma un laika shēma ir sniegta zemāk.
Binārais pulsācijas skaitītājs, izmantojot JK Flip Flop
3 bitu Ripple Counter laika shēma
Šeit Q1 izejas viļņu forma tiek parādīta kā pulksteņa impulss flip flop J2K2. Tātad, kad Q1 pāriet no 1 līdz 0 pārejām, Q2 stāvoklis tiek mainīts. Q2 izeja ir MSB.
Impulsu skaits | Jdivi | J1 | J0 |
0 1 divi 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 bitu ripple skaitītājs, izmantojot JK Flip flop - shēmas shēmu un laika shēmu
4 bitu pulsācijas skaitītājā n vērtība ir 4, tāpēc tiek izmantoti 4 JK flip flops un skaitītājs var saskaitīt līdz 16 impulsiem. Zem shēma un laika shēma tiek doti kopā ar patiesības tabulu.
4 bitu Ripple Counter, izmantojot JK Flip Flop
4 bitu Ripple Counter laika shēma
4 bitu ripple skaitītājs, izmantojot D Flip Flop
Izvēloties Flip Flop Ripple skaitītājam, izstrādājot svarīgu punktu, kas jāņem vērā, ka flip flop jāietver nosacījums stāvokļu pārslēgšanai. Šo nosacījumu izpilda tikai T un JK flip flops.
No patiesības tabulas D flip flop , var skaidri redzēt, ka tajā nav pārslēgšanās nosacījuma. Tātad, ja to izmanto kā Ripple counter D flip flop sākotnējā vērtība ir 1. Kad pulksteņa impulsam notiek pāreja no 1 uz 0, flip flopam vajadzētu mainīt stāvokli. Bet saskaņā ar patiesības tabulu, kad D vērtība ir 1, tā paliek uz 1, līdz D vērtība tiek mainīta uz 0. Tātad D0-flip flop viļņu forma vienmēr paliks 1, kas nav noderīga skaitīšanai. Tātad, D flip flop netiek uzskatīts par Ripple Counters konstrukciju.
Dalīt ar N skaitītāju
Ripple counter skaita vērtības līdz 2n. Tātad, lai skaitītu vērtības, kas nav 2 vērtības, ar shēma ko mēs esam redzējuši līdz šim. Bet modificējot, mēs varam izveidot pulsācijas skaitītāju, lai uzskaitītu vērtību, kuru nevar izteikt kā 2. jaudu. Šādu skaitītāju sauc Dalīt ar N skaitītāju .
Desmitgades skaitītājs
Šajā dizainā izmantojamo flip flops skaits n tiek izvēlēts tā, lai 2n> N kur N ir skaitītāja skaitlis. Kopā ar flip flops tiek pievienoti atgriezeniskās saites vārti, lai pie N skaita visi flip flops tiktu atiestatīti uz nulli. Šī atgriezeniskās saites ķēde ir vienkārši a NAND vārti kuru ieeja ir izejas Q tiem flip flopiem, kuru izeja Q = 1 pie skaitītāja N
Apskatīsim skaitītāja ķēdi, kurai N vērtība ir 10. Šis skaitītājs ir pazīstams arī kā Desmitgades skaitītājs jo to skaits ir līdz 10. Šeit 2 dēļ flip flopu skaitam jābūt 44= 16> 10. Un, skaitot N = 10, izejas Q1 un Q3 būs 1. Tātad, tie tiek doti kā ieejas NAND vārtiem. NAND vārtu izeja tiek piemērota visiem flip flops, tādējādi atiestatot tos uz nulli.
Ripple Counter trūkumi
Pārnešanas izplatīšanās laiks ir laiks, kas skaitītājam vajadzīgs, lai pabeigtu reakciju uz doto ievades impulsu. Tāpat kā pulsācijas skaitītājā, pulksteņa impulss ir asinhrons, atbildes pabeigšanai nepieciešams vairāk laika.
Ripple Counter lietojumi
Šos skaitītājus bieži izmanto laika mērīšanai, frekvences mērīšanai, attāluma mērīšanai, ātruma mērīšanai, viļņu formas ģenerēšanai, frekvenču sadalījumam, digitālajiem datoriem, tiešai skaitīšanai utt.
Tādējādi tas ir viss īsa informācija par pulsācijas skaitītāju, bināro, 3 bitu un 4 bitu skaitītāju konstrukcijas darbība, izmantojot JK-Flip Flop kopā ar shēmu, pulsācijas skaitītāja laika shēma un patiesības tabula. Galvenais cēlonis pulsācijas skaitītāja ar D-Flip Flop konstrukcijai, Ripple Counter trūkumi un pielietojums. šeit ir jautājums jums, kas ir 8 bitu Ripple Counter ?
