Skaitītājs ir digitāla ierīce, un skaitītāja izvade ietver iepriekš noteiktu stāvokli, pamatojoties uz pulksteņa impulsa lietojumprogrammām. Izvade letes var izmantot saskaitīt impulsu skaitu. Parasti skaitītāji sastāv no flip-flop izkārtojuma, kas var būt sinhronais skaitītājs vai asinhronais skaitītājs. Sinhronajā skaitītājā visiem flip-flops tiek piešķirts tikai viens pulkstenis i / p, savukārt asinhronajā skaitītājā o / p flip flop ir pulksteņa signāls no tuvējā signāla. Lietojumprogrammas mikrokontrolleru jāuzskaita ārējie notikumi, piemēram, precīza iekšējā laika aiztures ģenerēšana un impulsu vilcienu biežums. Šie notikumi bieži tiek izmantoti digitālajās sistēmās un datoros. Abus šos notikumus var izpildīt, izmantojot programmatūras paņēmienus, taču programmatūras cilpas skaitīšanai nedos precīzu rezultātu, nedaudz svarīgākas funkcijas netiek veiktas. Šīs problēmas var novērst ar taimeri un skaitītāji mikrokontrolleros, kurus izmanto kā pārtraucējus.
Skaitītāji
Skaitītāju veidi
Skaitītājus var iedalīt dažādos veidos pēc to pulksteņa veida. Viņi ir
- Asinhronie skaitītāji
- Sinhronie skaitītāji
- Asinhronie desmitgades skaitītāji
- Sinhronie desmitgades skaitītāji
- Asinhronie augšup un lejup skaitītāji
- Sinhroni augšup un lejup skaitītāji
Lai labāk izprastu šāda veida skaitītājus, šeit mēs apspriežam dažus skaitītājus.
Asinhronie skaitītāji
2 bitu asinhronā skaitītāja diagramma ir parādīta zemāk. Ārējais pulkstenis ir savienots tikai ar FF0 pulksteni i / p (pirmais flip-flop). Tātad, šis FF maina stāvokli katra pulksteņa impulsa dilstošā malā, bet FF1 mainās tikai tad, ja to aktivizē FF0 Q o / p dilstošā mala. Tā kā integrālā izplatīšanās aizture notiek caur FF, i / p pulksteņa impulsa izmaiņas un FF0 Q o / p izmaiņas nekad nevar notikt precīzi vienlaikus. Tātad FF nevar vienlaikus aktivizēt, radot asinhronu darbību.
Asinhronie skaitītāji
Ņemiet vērā, ka ērtības labad iepriekšminētajā diagrammā Q0, Q1 un CLK izmaiņas tiek parādītas kā vienlaicīgas, pat ja tas ir asinhronais skaitītājs. Faktiski ir neliela aizkave b / n Q0, Q1 un CLK izmaiņas.
Parasti visi CLEAR i / ps ir savienoti kopā, tāpēc pirms skaitīšanas sākuma viens impulss var notīrīt visus FF. Pulksteņa impulss, kas tiek ievadīts FF0, pēc izplatīšanās kavēšanās tiek pulsēts caur jaunajiem skaitītājiem, piemēram, pulsācija uz ūdens, tāpēc tiek izmantots termins Ripple Counter.
Divu bitu pulsācijas skaitītāja shēmā ir iekļauti četri dažādi stāvokļi, no kuriem katrs sastāv no skaitīšanas vērtības. Tāpat skaitītājam ar n FF var būt 2N stāvokļi. Stāvokļu skaits skaitītājā tiek saukts par tā mod numuru. Tāpēc divu bitu skaitītājs ir mod-4 skaitītājs.
Asinhronie desmitgades skaitītāji
Iepriekšējā skaitītājā ir 2n stāvokļi. Ir iespējami arī skaitītāji, kuru stāvokļi ir mazāki par 2n. Tie ir paredzēti, lai tiem būtu nr. no to sērijas stāvokļiem. Tos sauc par saīsinātām sekvencēm, kuras tiek veiktas, virzot skaitītāju otrreizējai pārstrādei, pirms iet cauri visiem stāvokļiem. Kopējais modulis skaitītājiem ar saīsinātu secību ir 10. Skaitītāju ar 10 stāvokļiem savā sērijā sauc par desmitgades skaitītāju. Īstenotā desmitgades skaitītāja ķēde ir dota zemāk.
Asinhronā desmitgades skaitītāja shēmas diagramma
Kad skaitītājs skaitīs līdz desmit, visi FF tiks dzēsti. Ievērojiet, ka tikai Q1 un Q3 tiek izmantoti, lai atšifrētu skaitli 10, to sauc par daļēju dekodēšanu. Tajā pašā laikā vienā no pārējiem stāvokļiem no 0 līdz 9 Q1 un Q3 būs augsti. Desmitgades skaitītāju tabulas sērijas ir norādītas zemāk.
Desmitgades skaitītāja secība
Asinhronie augšup un lejup skaitītāji
Jo īpaši lietojumprogrammās skaitītājam jāspēj skaitīt gan uz augšu, gan uz leju. Zemāk esošā shēma ir trīs bitu augšup un lejup skaitītājs, kas tiek skaitīts uz augšu vai uz leju, pamatojoties uz vadības signāla statusu. Kad UP i / p ir 1 un DOWN i / p 0, NAND vārti starp FF0 un FF1 ievadīs flip flop (FF0) neapgriezto o / p (Q) pulksteni i / p flip flop (FF1). Tāpat Flip Flop1 neapgrieztais o / p caur citiem NAND vārtiem tiks novirzīts flip-flop2 pulkstenī i / p. Tāpēc skaitītājs tiks skaitīts.
Asinhronā augšup-lejupvērstā skaitītāja shēmas diagramma
Kad vadības i / p (UP) ir 0 un DOWN ir 1, apgrieztais o / ps flip-flop0 (FF0) un flip-flop1 (FF) tiek novirzīts atsevišķi uz FF1 un FF2 pulksteni i / ps . Ja sākotnēji FF tiek mainīti uz 0, tad, kad tiek izmantoti i / p impulsi, skaitītājs iet cauri zemāk esošajām sērijām. Ievērojiet, ka asinhronais augšupvērstais skaitītājs ir lēnāks nekā UP skaitītājs / lejupvērstais skaitītājs, jo NAND vārti ievieš papildu izplatīšanās aizturi.
Asinhronā augšup un lejup skaitītāja secība
Sinhronie skaitītāji
Šajā skaitītāju tips , visu FF CLK i / ps ir savienoti kopā un tiek aktivizēti ar i / p impulsiem. Tātad visi FF momentāni maina stāvokļus. Zemāk esošā shēma ir trīs bitu sinhronais skaitītājs. Flip-flop0 ieejas J un K ir savienotas ar HIGH. Flip-flop 1 J & K i / ps ir savienots ar flip-flop0 (FF0) o / p, un flip-flop2 (FF2) ieejas J & K ir savienotas ar AND vārtu o / p, kas baro ar flip-flop0 un flip-flop1 o / ps. Kad abas FF0 un FF1 izejas ir AUGSTAS. Ceturtā CLK impulsa pozitīvā mala liks FF2 mainīt savu stāvokli AND vārtu dēļ.
Sinhronā skaitītāja shēmas diagramma
Trīsbitu skaitītāju tabulas sērija ir dota zemāk. Šo skaitītāju galvenā priekšrocība ir tā, ka nav palielināta laika aizkave, jo visi FF tiek aktivizēti paralēli. Tādējādi šī sinhronā skaitītāja maksimālā darba frekvence būs ievērojami augstāka nekā ekvivalentajam pulsācijas skaitītājam.
CLK impulsi sinhronajiem skaitītājiem
Sinhronie desmitgades skaitītāji
Sinhronais skaitītājs skaitās no 0-9 līdzīgs asinhronajam skaitītājam un pēc tam atkal pārstrādā nulli. Šis process tiek veikts, dzenot 1010 stāvokļus atpakaļ 0000 stāvoklī. To sauc par saīsinātu secību, ko var izstrādāt zemāk esošā ķēde.
Sinhronā desmitgades skaitītāja shēmas diagramma
Pēc sērijas kreisajā tabulā mēs to varam novērot
- Q0 sasaista katru CLK impulsu
- Q1 mainās uz nākamo pulksteņa impulsu katru reizi, kad Q0 = 1 un Q3 = 0.
- Q2 mainās uz nākamo pulksteņa impulsu katru reizi, kad Q0 = Q1 = 1.
- Q3 mainās nākamajā CLK impulsā katru reizi, kad Q0 = 1, Q1 = 1 un Q2 = 1 (skaitlis 7) vai kad Q0 = 1 un Q3 = 1 (skaitlis 9).
Sinhronā desmitgades skaitītāja secība
Iepriekš minētās īpašības tiek izmantotas ar UN vārti vai VĀRTI vārti . Tā loģiskā diagramma ir parādīta iepriekš minētajā diagrammā.
Sinhroni augšup un lejup skaitītāji
Trīsbitu sinhronais augšup un lejup skaitītājs, tabulas forma un sērijas ir norādītas zemāk. Šim skaitītāja tipam ir augšupvērsta vadības i / p līdzīga asinhronajam augšup-lejup skaitītājam, ko izmanto, lai kontrolētu skaitītāja virzienu, izmantojot noteiktas sērijas.
Sinhronā augšup un lejup skaitītāju shēmas shēma
Tabulas sērija parāda
- Q0 saites katrā CLK impulsā gan augšup, gan lejup sērijām
- Kad Q0 = 1 augšējai sērijai, tad Q1 stāvoklis mainās nākamajā CLK impulsā.
- Kad Q0 = 0 lejupējai sērijai, tad Q1 stāvoklis mainās nākamajā CLK impulsā.
- Kad Q0 = Q1 = 1 augšējai sērijai, tad Q2 stāvoklis mainās nākamajā CLK impulsā.
- Kad Q0 = Q1 = 0 lejupējai sērijai, tad Q2 stāvoklis mainās nākamajā CLK impulsā.
Sinhrono desmitgades skaitītāju secība
Iepriekš minētie raksturlielumi tiek izmantoti ar AND gate, OR gate un NOT gate. Tā loģiskā shēma ir parādīta iepriekš redzamajā diagrammā.
Skaitītāju pieteikumi
Skaitītāju lietojumi galvenokārt ir saistīti ar digitālajiem pulksteņiem un multipleksēšanu. Labākais skaitītāja piemērs ir paralēls turpmāk aprakstītajai sērijveida datu konvertēšanas loģikai.
Bitu kopu, kas vienlaikus darbojas paralēlās līnijās, sauc par paralēliem datiem. Bitu kopu, kas laika rindā darbojas vienā rindā, sauc par sērijas datiem. Paralēlu sērijveida datu konvertēšana parasti tiek veikta, izmantojot skaitītāju, lai iegūtu datu bināro sēriju, atlasiet MUX i / ps, kā paskaidrots zemāk esošajā ķēdē.
Paralēlu sēriju datu konvertēšana
Iepriekš minētajā shēmā modulo-8 skaitītājs sastāv no Q o / ps, kas ir savienoti ar datiem, atlasiet i / ps 8 bitu MUX . Pirmā 8 bitu paralēlo datu grupa tiek lietota MUX ieejām. Kad skaitītājs iet cauri binārai sērijai no 0-7, katrs bits sākas ar D0, tiek sērijveidā atlasīts un caur MUX virzīts uz o / p līniju. Pēc 8-CLK impulsiem datu baits ir mainīts uz sērijas formātu un nosūtīts caur pārvades līniju. Tad skaitītājs pārstrādā atpakaļ uz 0 un līdzīgā procesā atkal sērijveidā maina citu paralēlu baitu.
Tādējādi tas viss attiecas uz skaitītājiem un skaitītāju veidiem, kas ietver asinhronos skaitītājus, sinhronos skaitītājus, asinhronos desmitgades skaitītājus, sinhronos desmitgades skaitītājus, asinhronos augšup un lejup skaitītājus un sinhronos augšup un lejup esošos skaitītājus. Turklāt jebkādas šaubas par šo tēmu vai taimeri un skaitītāji 8051 mikrokontrollerī lūdzu, komentējiet komentāru sadaļā zemāk.
