El comptador és un dispositiu digital i la sortida del comptador inclou un estat predefinit basat en les aplicacions de pols de rellotge. La sortida del fitxer es pot utilitzar el comptador compta el nombre de polsos. Generalment, els comptadors consisteixen en una disposició de xancles que poden ser comptadors síncrons o comptadors asíncrons. Al comptador síncron, només es dóna un rellotge i / p a totes les xancletes, mentre que al comptador asíncron, el o / p del xanclet és el senyal del rellotge del proper. Les aplicacions de el microcontrolador cal comptar esdeveniments exteriors, com ara la generació exacta de retard de temps intern i la freqüència dels trens d’impulsos. Aquests esdeveniments s’utilitzen amb freqüència en sistemes i ordinadors digitals. Tots dos esdeveniments es poden executar mitjançant tècniques de programari, però els bucles de programari per al recompte no donaran el resultat exacte que no es facin funcions lleugerament més importants. Aquests problemes es poden corregir mitjançant temporitzadors i comptadors dels microcontroladors que s’utilitzen com a interrupcions.
Comptadors
Tipus de comptadors
Els comptadors es poden classificar en diferents tipus segons la forma en què es rellotgin. Ells són
- Comptadors asíncrons
- Comptadors síncrons
- Comptadors de dècades asíncrons
- Comptadors de dècades síncrons
- Comptadors asíncrons amunt i avall
- Comptadors síncrons amunt i avall
Per a una millor comprensió d’aquest tipus de comptadors, aquí estem discutint alguns dels comptadors.
Comptadors asíncrons
A continuació es mostra el diagrama d’un comptador asíncron de 2 bits. El rellotge exterior només està connectat al rellotge i / p del FF0 (primer xanclet). Per tant, aquest FF canvia l’estat a la vora decreixent de cada impuls de rellotge, però FF1 només canvia quan s’activa per la vora decreixent de la Q o / p de FF0. A causa del retard de propagació integral a través d'un FF, el canvi del pols de rellotge i / p i un canvi del Q o / p de FF0 mai no es poden produir precisament al mateix temps. Per tant, els FF no es poden activar simultàniament, generant una operació asíncrona.
Comptadors asíncrons
Tingueu en compte que, per facilitat, els canvis de Q0, Q1 i CLK al diagrama anterior es mostren com a simultanis, tot i que es tracta d’un comptador asíncron. En realitat, hi ha un petit retard b / n els canvis Q0, Q1 i CLK.
En general, tots els i / ps CLEAR estan connectats entre si, de manera que abans de començar el recompte, llavors un sol pols pot esborrar tots els FF. El pols del rellotge alimentat a FF0 s’incrementa a través dels nous comptadors després de retards de propagació, com ara una ondulació a l’aigua, d’aquí el terme comptador d’ondulacions.
El diagrama de circuits del comptador d'ondulacions de dos bits inclou quatre estats diferents, cadascun consistint en un valor de recompte. De la mateixa manera, un comptador amb n FF pot tenir estats 2N. El nombre d'estats en un comptador s'anomena com a número mod. Per tant, un comptador de dos bits és un comptador mod-4.
Comptadors de dècades asíncrons
Al comptador anterior hi ha 2n estats. Però també són possibles comptadors amb estats inferiors a 2n. Aquests estan dissenyats per tenir el núm. Aquests es diuen seqüències escurçades que s’aconsegueixen conduint el comptador a reciclar-se abans de passar per tots els seus estats. Un mòdul comú per als comptadors amb seqüència reduïda és 10. Un comptador amb 10 estats a la seva sèrie s’anomena comptador de dècades. El circuit de comptador de dècades implementat es dóna a continuació.
Diagrama del circuit de comptador de dècades asíncron
Quan el comptador compti fins a deu, s'esborraran tots els FF. Fixeu-vos que només s’utilitzen tots dos Q1 i Q3 per descodificar el recompte de 10, que s’anomena descodificació parcial. Al mateix temps, un dels altres estats del 0 al 9 té tant Q1 com Q3 serà alt. A continuació es mostra la sèrie de la taula de comptadors de dècades.
Seqüència del comptador de la dècada
Comptadors asíncrons amunt i avall
En aplicacions particulars, un comptador ha de ser capaç de comptar tant cap amunt com cap avall. El circuit següent és un comptador amunt i avall de tres bits, que compta AMUNT o ABAIX en funció de l'estat del senyal de control. Quan l'UP i / p és a 1 i el DOWN i / p és a 0, la porta NAND entre FF0 i FF1 portarà l'o / p (Q) no invertit del xanclet (FF0) al rellotge i / p de xanclet (FF1). De la mateixa manera, l’o / p no invertit de Flip Flop1 es tancarà a través de l’altra porta NAND cap al rellotge i / p del flip-flop2. Per tant, el comptador comptarà.
Diagrama del circuit de comptador asíncron amunt-avall
Un cop el control i / p (UP) és a 0 i el DOWN és a 1, l’o / ps invertit del flip-flop0 (FF0) i el flip-flop1 (FF) es fixen per separat en el rellotge i / ps de FF1 i FF2 . Si els FF es canvien inicialment a 0, el comptador passarà per la sèrie següent a mesura que s’apliquen els impulsos i / p. Fixeu-vos que un comptador asíncron amunt i avall és més lent que un comptador UP / avall a causa d’un retard de propagació addicional introduït per les portes NAND.
Seqüència del comptador asíncron amunt-avall
Comptadors síncrons
En aquest tipus de taulells , els CLK i / ps de tots els FF estan connectats entre si i s’activen mitjançant els impulsos i / p. Per tant, tots els FF canvien d'estats instantàniament. El diagrama del circuit següent és un comptador síncron de tres bits. Les entrades J i K del flip-flop0 estan connectades a HIGH. El flip-flop 1 té el seu J & K i / ps connectat a l’o / p del flip-flop0 (FF0), i les entrades J & K del flip-flop2 (FF2) estan connectades a l’o / p d’una porta AND que s’alimenta de l’o / ps de flip-flop0 i flip-flop1. Quan les dues sortides de FF0 i FF1 són ALTES. La vora positiva del quart pols CLK farà que FF2 canviï el seu estat a causa de la porta AND.
Diagrama de circuits de comptadors síncrons
A continuació es mostra la sèrie de la taula de comptadors de tres bits. El principal avantatge d’aquests comptadors és que no hi ha retard de temps creixent a causa que tots els FF s’activen en paral·lel. Per tant, la freqüència màxima de funcionament d’aquest comptador síncron serà considerablement superior a la del comptador d’ondulacions equivalent.
Impulsos CLK dels comptadors síncrons
Comptadors de dècades síncrons
El comptador síncron compta de 0 a 9 de manera similar al comptador asíncron i torna a reciclar zero. Aquest procés es fa tornant els estats 1010 a l'estat 0000. Això es denomina seqüència truncada, que pot ser dissenyada pel següent circuit.
Diagrama del circuit del comptador de dècades síncrones
A partir de la sèrie de la taula esquerra, ho podem observar
- Q0 lliga a tots i cadascun dels polsos CLK
- Q1 altera el següent impuls de rellotge cada vegada que Q0 = 1 i Q3 = 0.
- Q2 varia en el següent impuls de rellotge cada vegada que Q0 = Q1 = 1.
- Q3 modifica el següent impuls CLK cada vegada que Q0 = 1, Q1 = 1 i Q2 = 1 (compte 7), o quan Q0 = 1 i Q3 = 1 (compte 9).
Seqüència del comptador de dècades síncrons
Les característiques anteriors s’utilitzen amb el Porta i porta O . El diagrama lògic d’això es mostra al diagrama anterior.
Comptadors síncrons amunt i avall
A continuació es mostren un comptador síncron de tres bits amunt-avall, una forma tabular i una sèrie. Aquest tipus de comptador té un control de pujada i baixada similar al comptador asincrònic de baixada, que s’utilitza per controlar la direcció del comptador a través d’una sèrie determinada.
Diagrama de circuits de comptadors síncrons de pujada a baixada
La sèrie de la taula mostra
- Corbates Q0 a cada pols CLK per a les sèries amunt i avall
- Quan Q0 = 1 per a la sèrie ascendent, l'estat del Q1 canvia en el següent impuls CLK.
- Quan Q0 = 0 per a la sèrie descendent, l'estat de la Q1 canvia al següent impuls CLK.
- Quan Q0 = Q1 = 1 per a la sèrie ascendent, l'estat de la Q2 canvia al següent impuls CLK.
- Quan Q0 = Q1 = 0 per a la sèrie descendent, l'estat de la Q2 canvia al següent impuls CLK.
Seqüència dels comptadors de dècades síncrons
Les característiques anteriors s’utilitzen amb la porta AND, la porta OR i la porta NOT. El diagrama lògic d’això es mostra al diagrama anterior.
Aplicacions de comptadors
Les aplicacions dels comptadors consisteixen principalment en rellotges digitals i en multiplexació. El millor exemple del comptador és paral·lel a la lògica de conversió de dades en sèrie que es descriu a continuació.
Un conjunt de bits, que funcionen simultàniament en línies paral·leles, s’anomenen dades paral·leles. Un conjunt de bits, que actuen en una sola línia d’una sèrie temporal, s’anomenen dades en sèrie. La conversió de dades paral·leles a sèries normalment es fa mitjançant l'ús d'un comptador per permetre una sèrie binària de dades, seleccioneu i / ps d'un MUX, tal com s'explica al circuit següent.
Conversió de dades paral·leles a sèries
Al circuit anterior, el comptador mòdul-8 consta de Q o / ps, que estan connectats a les dades, seleccioneu i / ps d’un MUX de 8 bits . El primer grup de dades paral·leles de 8 bits s’aplica a les entrades del MUX. A mesura que el comptador passa per una sèrie binària de 0-7, cada bit comença amb D0, es selecciona en sèrie i es passa a través del MUX fins a la línia o / p. Després de polsos 8-CLK, el byte de dades s'ha canviat a un format sèrie i s'ha enviat a través de la línia de transmissió. Aleshores, el comptador es torna a processar a 0 i torna a canviar un altre byte paral·lel en sèrie en el procés similar.
Per tant, es tracta de comptadors i tipus de comptadors, que inclou comptadors asíncrons, comptadors síncrons, comptadors de dècades asíncrons, comptadors de dècades síncrons, comptadors de descens asíncron i comptadors de descens síncrons. A més, qualsevol dubte sobre aquest tema o temporitzadors i comptadors en microcontrolador 8051 Si us plau, comenteu a la secció de comentaris a continuació.
