Рубрики

Счетчики в цифровой логике

Согласно Википедии, в цифровой логике и вычислениях, С ounter представляет собой устройство , которое хранит (а иногда и дисплеи) количество раз , определенное событие или процесс имеет место, часто в связи с тактовым сигналом. Счетчики используются в цифровой электронике для целей подсчета, они могут подсчитывать конкретные события, происходящие в цепи. Например, в счетчике UP счетчик увеличивает счетчик для каждого нарастающего фронта часов. Счетчик может не только считать, но и следовать определенной последовательности, основанной на нашей конструкции, как любая случайная последовательность 0,1,3,2…. Они также могут быть созданы с помощью триггеров.

Классификация счетчиков

Счетчики в целом делятся на две категории

  1. Асинхронный счетчик
  2. Синхронный счетчик

1. Асинхронный счетчик

В асинхронном счетчике мы не используем универсальные часы, только первый триггер управляется основными часами, а тактовый вход остальных следующих счетчиков управляется выходом предыдущих триггеров. Мы можем понять это по следующей схеме:

Из временной диаграммы видно, что Q0 изменяется, как только встречается передний фронт тактового импульса, Q1 изменяется, когда встречается передний фронт Q0 (потому что Q0 подобен тактовому импульсу для второго триггера) и так далее. Таким образом, рябь генерируется через Q0, Q1, Q2, Q3, следовательно, она также называется счетчиком RIPPLE.

2. Синхронный счетчик

В отличие от асинхронного счетчика, синхронный счетчик имеет один глобальный тактовый генератор, который управляет каждым триггером, поэтому выходной сигнал изменяется параллельно. Одно из преимуществ синхронного счетчика по сравнению с асинхронным счетчиком состоит в том, что он может работать на более высокой частоте, чем асинхронный счетчик, поскольку он не имеет кумулятивной задержки из-за того, что для каждого триггера назначается одинаковый тактовый генератор.

Синхронный счетчик

Временная диаграмма синхронного счетчика

Из принципиальной схемы мы видим, что бит Q0 дает ответ на каждый падающий фронт тактовой частоты, в то время как Q1 зависит от Q0, Q2 зависит от Q1 и Q0, Q3 зависит от Q2, Q1 и Q0.

Счетчик декад

Счетчик десятилетий считает десять различных состояний и затем возвращается в свои начальные состояния. Простой счетчик десятилетий будет считать от 0 до 9, но мы также можем сделать счетчики десятилетий, которые могут проходить через любые десять состояний от 0 до 15 (для 4-битного счетчика).

Clock pulseQ3Q2Q1Q0
00000
10001
20010
30011
40100
50101
60110
70111
81000
91001
100000

Таблица истинности для простого счетчика декад

Десятилетний счетчик

Из принципиальной схемы мы видим, что мы использовали nand gate для Q3 и Q1 и подали его для очистки входной строки, потому что двоичное представление 10 — это

1010

И мы видим, что Q3 и Q1 равны 1, если мы дадим NAND из этих двух битов для очистки ввода, то счетчик будет очищен в 10 и снова начнется с начала.

Важный момент : количество триггеров, используемых в счетчике, всегда больше, чем равно ( log 2 n ), где n = количество состояний в счетчике.

Некоторые предыдущие годы ставят вопросы по счетчикам

Q1. Рассмотрим частичную реализацию 2-битного счетчика с использованием T триггеров, следуя последовательности 0-2-3-1-0, как показано ниже

Для завершения схемы вход X должен быть

(А) Q2 ′
(B) Q2 + Q1
(C) (Q1 ⊕ Q2) '
(D) Q1 ⊕ Q2 (GATE-CS-2004)

Решение:

Из схемы мы видим

Т1 = xq1' + X'Q1 — (1)

И

T2 = (Q2 ⊕ Q1) '—- (2)

И ЖЕЛАЕМЫЙ ВЫХОД — 00-> 10-> 11-> 01-> 00

ТАК Х Х ДОЛЖЕН БЫТЬ Q1Q2 '+ Q1'Q2 УДОВЛЕТВОРЯТЬ 1 И 2.

ТАК ЧТО ОТВЕТ (D) ЧАСТЬ.


Q2. Функции управляющего сигнала 4-битного двоичного счетчика приведены ниже (где X — «все равно»)
Счетчик подключен следующим образом:

Предположим, что задержки счетчика и гейта незначительны. Если счетчик начинается с 0, то он циклически проходит в следующей последовательности:

(А) 0,3,4

(Б) 0,3,4,5

(С) 0,1,2,3,4

(D) 0,1,2,3,4,5 (GATE-CS-2007)

Решение:

Первоначально A1 A2 A3 A4 = 0000

Clr = А1 и А3

Поэтому, когда A1 и A3 оба равны 1, он снова переходит к 0000

Следовательно, 0000 (init.) -> 0001 (A1 и A3 = 0) -> 0010 (A1 и A3 = 0) -> 0011 (A1 и A3 = 0) -> 0100 ( A1 и A3 = 1 ) [выполнено ясное условие ] -> 0000 (init.), Поэтому он проходит через 0-> 1-> 2-> 3-> 4

Ответ является (С) частью.


Викторина по цифровой логике

Статья предоставлена Anuj Batham,   Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или вы хотите поделиться дополнительной информацией по обсуждаемой теме

Рекомендуемые посты:

Счетчики в цифровой логике

0.00 (0%) 0 votes