Čítače jsou sekvenční obvody, jejichž funkcí je počítat puls, frekvenci a čas signálu pomocí jediného hodinového signálu. Je to důležitá součást digitální elektronika protože celá elektronická zařízení fungují na pultech. Jsou navrženy seskupením (podobných nebo odlišných) sad flipflops. Čítače pracují v různých režimech modulů, které jsou reprezentovány počtem stavů cyklu. Existují dva typy pulty , jsou synchronní a asynchronní čítač. Synchronní čítač pracuje na základě vstupního hodinového signálu a asynchronní čítač je nezávislý na vstupním hodinovém signálu. Synchronní čítač je a posuvný registr pult, který je dále klasifikován jako prstenový a kroucený pult.
Co je Counter Ring?
Definice: Počítadlo prstenů je také známé jako SISO ( serial in serial out ) čítač posuvného registru, kde je výstup klopného obvodu spojen se vstupem klopného obvodu, který funguje jako kruhový čítač. Návrh počítadla prstenů lze provést pomocí čtyř D-žabky se společným hodinovým signálem a nadřazeným vstupem lze připojit k přednastavení a vymazání.
počítadlo blokových diagramů
Z výše uvedeného diagramu
1). Počet použitých stavů je 4 (kde počet stavů = počet použitých žabek).
2). Přednastaveno nebo Vymazat: Hlavní funkcí je, když se změní vstupní hodinový signál, pak se změní také výstupní hodnota.
Připojení se provádí následujícím způsobem
- Jeden vstup je připojen k prvnímu klopnému obvodu ff0-Q0,
- Další vstup je připojen k CLR dalších tří klopných obvodů jako ff1, ff2, ff3.
Pracovní teorie
Vezměme si například podmínku, kde pre-set = „0000“, pak jsou výstupy získané při každém klopném obvodu následující. Pro FF0 je výstup při Q0 „1“, zatímco u jiných flipflopů jako ff, ff2, ff3 (které jsou připojeny k vymazání, kde CLR = 0) jsou výstupy získané při Q1 = Q2 = Q3 = „0“. To lze pochopit sledováním pravdivostní tabulky a jejích výstupních průběhů získaných při provádění pomocí kódu Verilog HDL v Software Xilinx.
Tabulka pravdy
NEBO | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Q3 |
Nízký puls | X | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Kde
Vstupy = ORI a CLK
X = Hodiny mohou být buď kladná hrana, nebo záporná hrana
Výstupy = Q0, Q1, Q2, Q3.
Z tabulky můžeme pozorovat, že „1“ je posunuta úhlopříčně z Q0 na Q3 a znovu se posune zpět na „Q0“. To tedy ukazuje, že to funguje jako počítadlo prstenů.
Program Verilog HDL pro počítadlo vyzvánění
modul dff (q, d, c)
výstup q
vstup d, c
reg q
počáteční
q = 1’b1
vždy @ (posedge c)
q = d
koncový modul
modul dff1 (q, d, clk)
výstup q
vstup d, clk
reg q
počáteční
q = 1’b0
always @ (posedge clk)
q = d
endmodul
modul ring (q, clk)
vstup [3: 0] q
vstupní clk
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
koncový modul
Schéma časování počitadla zvonění
Časový diagram počitadla zvonění je uveden níže.
čítač časovacího diagramu zvonění
Klasifikace počitadel zvonění
Počítadla prstenů jsou rozdělena na dvě,
Rovný typ
Alternativní název přímého typu je „one hot counter“, kde je výstup zakončovacího klopného obvodu uveden jako zpětná vazba ke vstupu počátečního klopného obvodu. Kde binární číslice 0/1 cirkuluje ve formě prstence. Používají se dva přednastavené řídicí signály (PR) a hodinový signál (CLK). Pokud je PR připojeno k FF 0 a CLR je dáno FF3. Následuje blokové schéma čtyřstupňového počítadla přímých kruhů.
počítadlo přímých prstenů
Pravdivá tabulka počítadla typu přímého prstence
tabulka pravdy přímého typu
Schéma časování přímého typu
časový diagram přímého typu
Twisted Type
Alternativní název zkrouceného typu je přepínací ocas / chůze / Johnsonův čítač. Doplněným výstupem končícího klopného obvodu je zpětná vazba ke vstupu počátečního klopného obvodu. Kde proud jedniček a jedniček proudí ve formě prstence. Čítač krouceného typu používá dva řídicí signály, jako jsou CLK a ORI. Kde CLK a ORI jsou společné pro všechny čtyři žabky. Následuje blokové schéma čtyřstupňového krouceného čítače kruhového typu.
Pravdivá tabulka zkrouceného typu
NEBO | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Q3 |
Nízký puls | X | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Schéma časování zkrouceného typu
Schéma časování zkrouceného typu je uvedeno níže.
timing-diagram-of-johnson-type
Rozdíl mezi počítadlem typu Ring a Johnson Type Counter
Následuje srovnání počitadel prstenů a Johnsonova počitadla
Počítadlo zvonění | Johnson Counter |
| Výstup posledního flipflopu je uveden jako vstup do začínajícího flip flopu. | Výstup posledního klopného obvodu je doplněn a uveden jako vstup do počátečního klopného obvodu. |
| Počet stavů = Počet použitých žabek | Pokud se použije „n“ počet klopných obvodů, je vyžadován „2n“ počet stavů. |
| Vstup frekvence = n | Vstupní frekvence = f |
| Výstupní frekvence = f / n | Výstupní frekvence = f / 2n |
| Celkem nevyužité stavy = (2n- n) | Celkem nevyužité stavy = (2n- 2n) |
Výhody
Výhody jsou
Nevýhody
Nevýhody jsou
- Z 15 států se používají 4 státy
- Nespustí se samo.
Aplikace
Následují aplikace
- Čítač frekvence
- ADC
- Digitální hodiny
- Měření časovačů a rychlosti atd.
Časté dotazy
1). Kolik států je v 10bitovém počítadle zvonění?
V 10bitovém počítadle vyzvánění se používá 10 stavů.
2). Co je to asynchronní čítač?
Asynchronní čítač pracuje asynchronně, to znamená, že je nezávislý na hodinovém impulsu. Má 2n - 1 stavů.
3). Co je mod čítače?
Jiným názvem pro čítač modů je čítač Modulus. Je definován jako počet stavů v čítači.
4). Co myslíte pod Johnsonovým pultem?
Johnsonův čítač je jeden typ čítače prstenů, kde je doplněn výstup posledního klopného obvodu a zpětná vazba na vstup prvního klopného obvodu. Počet použitých stavů je 2n.
5). Co je to počitadlo dělením N?
Děleno počitadlem N znamená dělení vstupní frekvence hodin N.
6). Co myslíte pod posuvným registrem SISO?
Registr SISOshift je sériový sériový výstup z registru, kde se postupně a postupně zpracovávají vstupní data a výstupní data a výsledek se ukládá do registru.
Tím pádem, počítadlo je důležitou součástí digitálních elektronů. Jsou klasifikovány jako synchronní (kruhový a kroucený typ) a asynchronní čítače. Toto je tedy přehled počítadla zvonění, které používá dva řídicí signály, hodiny a přednastavené. Na základě těchto signálů pracují ve formátu prstenů, proto se jim říká počítadlo prstenů, dále se klasifikují jako přímý a zkroucený typ. Každý čítač má svůj vlastní design, výhody a nevýhody.
