Contorul este un dispozitiv digital, iar ieșirea contorului include o stare predefinită bazată pe aplicațiile cu impulsuri de ceas. Ieșirea fișierului contorul poate fi folosit pentru numărați numărul de impulsuri. În general, contoarele constau dintr-un aranjament cu flip-flop care poate fi contor sincron sau contor asincron. În contorul sincron, un singur i / p de ceas este dat tuturor flip-flop-urilor, în timp ce în contorul asincron, o / p a flip flop-ului este semnalul de ceas din cel din apropiere. Aplicațiile de microcontrolerul necesită numărarea evenimentelor exterioare, cum ar fi generarea exactă de întârziere internă și frecvența trenurilor de impulsuri. Aceste evenimente sunt frecvent utilizate în sisteme digitale și computere. Ambele evenimente pot fi executate prin tehnici software, dar buclele software pentru numărare nu vor da rezultatul exact funcții puțin mai importante care nu sunt realizate. Aceste probleme pot fi remediate prin cronometre și contoare din microcontrolere care sunt utilizate ca întreruperi.
Contoare
Tipuri de contoare
Contoarele pot fi clasificate în diferite tipuri în funcție de modul în care sunt tactate. Sunt
- Contoare asincrone
- Contoare sincrone
- Contoare de decenii asincrone
- Contoare de decenii sincrone
- Contoare asincrone sus-jos
- Contoare sincrone sus-jos
Pentru o mai bună înțelegere a acestui tip de contoare, aici discutăm câteva dintre contoare.
Contoare asincrone
Diagrama unui contor asincron pe 2 biți este prezentată mai jos. Ceasul exterior este conectat numai la ceasul i / p al FF0 (primul flip-flop). Deci, acest FF schimbă starea la marginea descrescătoare a fiecărui impuls de ceas, dar FF1 se schimbă numai atunci când este activat de marginea descrescătoare a Q o / p a FF0. Datorită întârzierii de propagare integrală printr-un FF, schimbarea impulsului ceasului i / p și o schimbare a Q o / p a FF0 nu pot avea loc niciodată exact în același timp. Deci, FF-urile nu pot fi activate simultan, generând o operație asincronă.
Contoare asincrone
Rețineți că, pentru ușurință, modificările Q0, Q1 și CLK din diagrama de mai sus sunt prezentate ca concurente, chiar dacă acesta este un contor asincron. De fapt, există o mică întârziere b / n modificările Q0, Q1 și CLK.
În general, toate i / ps-ul CLEAR sunt conectate împreună, deci înainte de numărare începe atunci că un singur impuls poate șterge toate FF-urile. Pulsul de ceas alimentat în FF0 este ondulat prin noile contoare după întârzieri de propagare, cum ar fi o ondulare pe apă, de unde și termenul Ripple Counter.
Diagrama circuitului contorului de ondulație pe doi biți include patru stări diferite, fiecare constând cu o valoare de numărare. La fel, un contor cu n FF poate avea 2N stări. Numărul de stări dintr-un contor este apelat ca număr mod. Prin urmare, un contor pe doi biți este un contor mod-4.
Contoare de decenii asincrone
În contorul anterior au 2n stări. Dar, contoare cu stări mai mici de 2n sunt, de asemenea, posibile. Acestea sunt concepute pentru a avea nr. Acestea sunt numite secvențe scurtate, care sunt realizate conducând contorul la reciclare înainte de a parcurge toate stările sale. Un modul comun pentru contoare cu secvență scurtată este 10. Un contor cu 10 stări din seria sa se numește contor de deceniu. Circuitul contorului de deceniu implementat este dat mai jos.
Diagrama circuitului contorului de deceniu asincron
Când contorul va conta până la zece, atunci toate FF-urile vor fi șterse. Observați că numai Q1 și Q3 sunt utilizate ambele pentru a decoda numărul de 10, care se numește decodare parțială. În același timp, una dintre celelalte state de la 0 la 9 are ambele Q1 și Q3 vor fi ridicate. Seria tabelului contor deceniu este prezentată mai jos.
Secvența contorului deceniului
Contoare asincrone sus-jos
În anumite aplicații, un contor trebuie să fie capabil să numere atât în sus, cât și în jos. Circuitul de mai jos este un contor de trei biți sus și jos, care contează SUS sau JOS pe baza stării semnalului de control. Când UP i / p este la 1 și DOWN i / p este la 0, poarta NAND dintre FF0 și FF1 va porni o / p (Q) neinversată a flip flop-ului (FF0) în ceasul i / p de flip flop (FF1). La fel, o / p neinversat al Flip Flop1 va fi închis prin cealaltă poartă NAND în ceasul i / p al flip-flop2. Prin urmare, contorul va conta în sus.
Diagrama circuitului contorului asincron sus-jos
Odată ce controlul i / p (UP) este la 0 și DOWN este la 1, o / ps inversat al flip-flop0 (FF0) și flip-flop1 (FF) sunt închise separat în ceasul i / ps al FF1 și FF2 . Dacă FF-urile sunt modificate inițial la 0, atunci contorul va trece prin seria de mai jos pe măsură ce se aplică impulsuri i / p. Observați că un contor asincron sus-jos este mai lent decât un contor UP / jos, din cauza unei întârzieri suplimentare de propagare introduse de porțile NAND.
Secvența contorului asincron sus-jos
Contoare sincrone
In acest tipul de ghisee , CLK i / ps a tuturor FF-urilor sunt conectate împreună și sunt activate de impulsurile i / p. Deci, toate FF-urile schimbă stările instantaneu. Diagrama circuitului de mai jos este un contor sincron pe trei biți. Intrările J și K ale flip-flop0 sunt conectate la HIGH. Flip-flop 1 are J & K i / ps conectat la o / p al flip-flop0 (FF0), iar intrările J & K ale flip-flop2 (FF2) sunt conectate la o / p ale unei porți AND care este alimentat de o / ps de flip-flop0 și flip-flop1. Când ambele ieșiri ale FF0 și FF1 sunt HIGH. Marginea pozitivă a celui de-al patrulea impuls CLK va determina FF2 să-și modifice starea din cauza porții ȘI.
Diagrama circuitului contorului sincron
Seria tabelului contorului de trei biți este prezentată mai jos. Avantajul major al acestor contoare este că nu există o întârziere în creștere, deoarece toate FF-urile sunt activate în paralel. Astfel, frecvența maximă de funcționare a acestui contor sincron va fi considerabil mai mare decât pentru contorul echivalent de ondulare.
CLK Impulsuri ale contoarelor sincrone
Contoare de decenii sincrone
Contorul sincron contează de la 0 la 9 asemănător contorului asincron și apoi reciclează din nou zero. Acest proces se realizează prin conducerea celor 1010 stări înapoi la starea 0000. Aceasta este denumită secvență trunchiată, care poate fi proiectată de circuitul de mai jos.
Diagrama circuitului contorului de decenii sincrone
Din seria din tabelul din stânga, putem observa acest lucru
- Q0 se leagă pe fiecare puls CLK
- Q1 se modifică la următorul impuls de ceas de fiecare dată când Q0 = 1 și Q3 = 0.
- Q2 se modifică la următorul impuls de ceas de fiecare dată când Q0 = Q1 = 1.
- Q3 se modifică la următorul impuls CLK de fiecare dată când Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (număr 7) sau când Q0 = 1 & Q3 = 1 (număr 9).
Secvența contorului de deceniu sincron
Caracteristicile de mai sus sunt utilizate cu ȘI poartă sau poartă SAU . Diagrama logică a acestui lucru este prezentată în diagrama de mai sus.
Contoare sincrone sus-jos
Un contor sincron de trei biți Sus-Jos, forma tabelară și seria sunt prezentate mai jos. Acest tip de contor are un i / p de control sus-jos similar cu contorul asincron sus-jos, care este utilizat pentru a controla direcția contorului printr-o anumită serie.
Diagrama circuitului contoarelor sincrone sus-jos
Seria tabelului arată
- Legături Q0 pe fiecare impuls CLK pentru ambele serii în sus și în jos
- Când Q0 = 1 pentru seria în sus, atunci starea Q1 se schimbă la următorul impuls CLK.
- Când Q0 = 0 pentru seria descendentă, atunci starea Q1 se schimbă la următorul impuls CLK.
- Când Q0 = Q1 = 1 pentru seria în sus, atunci starea Q2 se schimbă la următorul impuls CLK.
- Când Q0 = Q1 = 0 pentru seria descendentă, atunci starea Q2 se schimbă la următorul impuls CLK.
Secvența contoarelor de decenii sincrone
Caracteristicile de mai sus sunt utilizate cu poarta ȘI, poarta SAU și poarta NU. Diagrama logică a acestui lucru este prezentată în diagrama de mai sus.
Aplicațiile contoarelor
Aplicațiile contoarelor implică în principal ceasuri digitale și multiplexare. Cel mai bun exemplu al contorului este paralel cu logica de conversie a datelor seriale discutată mai jos.
Un set de biți, care funcționează simultan pe linii paralele, se numește date paralele. Un set de biți, care efectuează pe o singură linie dintr-o serie de timp, se numește date seriale. Conversia de date paralel-serial se face în mod normal utilizând un contor pentru a permite o serie binară de date, selectați i / ps a unui MUX, așa cum se explică în circuitul de mai jos.
Conversie de date paralel-serial
În circuitul de mai sus, contorul modulo-8 constă din Q o / ps, care sunt conectate la date, selectați i / ps a unui MUX pe 8 biți . Primul grup de 8 biți de date paralele se aplică intrărilor MUX. Pe măsură ce contorul trece printr-o serie binară de la 0-7, fiecare bit începe cu D0, este selectat în serie și trecut prin MUX la linia o / p. După impulsuri 8-CLK, octetul de date a fost schimbat într-un format serial și trimis prin linia de transmisie. Apoi, contorul reprocesează înapoi la 0 și schimbă un alt octet paralel din nou în serie în procesul similar.
Astfel, este vorba despre contoare și tipuri de contoare, care include contoare asincrone, contoare sincrone, contoare decenice asincrone, contoare decenice sincrone, contoare asincrone în sus și în jos și contoare sincrone în sus. Mai mult, orice îndoieli cu privire la acest subiect sau temporizatoare și contoare în microcontroler 8051 vă rugăm să comentați în secțiunea de comentarii de mai jos.
