En kort beskrivelse af krusttæller med kredsløbs- og tidsdiagrammer

En kort beskrivelse af krusttæller med kredsløbs- og tidsdiagrammer

Mens man omhyggeligt observerede produktionslinjen for glasflasker, der blev pakket som 10 flasker pr. Pakke af maskiner, stillede spørgsmål om nysgerrige tanker - Hvordan ved maskinen at tælle antallet af flasker? Hvad lærer maskinerne at tælle? At søge et svar for at løse denne nysgerrighed vil føre til en meget interessant opfindelse ved navn - “ Counter's '. Tællere er det kredsløb, der tæller de anvendte urimpulser. Disse er normalt designet ved hjælp af flip-flops. Baseret på den måde, uret anvendes på, fungerer deres tællere klassificeret som Synkrone og asynkrone tællere . Lad os i denne artikel se på en asynkron tæller, der er kendt som Krusningstæller .



Hvad er en Ripple Counter?

Før vi hopper til Ripple Counter, bliver vi fortrolige med vilkårene Synkrone og asynkrone tællere . Tællere er kredsløb lavet ved hjælp af flip-flops. Synkron tæller, som navnet antyder har alt flip-flops arbejder synkroniseret med urpuls såvel som hinanden. Her anvendes urimpuls på hver flip flop.


Mens der i asynkron mod ur kun anvendes puls til den indledende flip flop, hvis værdi vil blive betragtet som LSB. I stedet for urimpulsen fungerer output fra første flip-flop som en urimpuls til den næste flip flop, hvis output bruges som et ur til den næste i line flip-flop og så videre.



Således sker der i asynkron tæller efter overgangen til den forrige flip flop overgang af den næste flip flop, ikke på samme tid som det ses i synkron tæller. Her er flip-flops forbundet i Master-Slave arrangement.

Rippeltæller: Rippeltæller er en asynkron tæller. Det fik sit navn, fordi urpulsen kruser gennem kredsløbet. En n-MOD-ringtæller indeholder n antal flip-flops, og kredsløbet kan tælle op til 2n værdier, før den nulstiller sig selv til den oprindelige værdi.



Disse tællere kan tælle på forskellige måder baseret på deres kredsløb.


OP TÆLLER: Tæller værdierne i stigende rækkefølge.
NEDTÆLLER: Tæller værdierne i faldende rækkefølge.
OP-NED-TÆLLER: En tæller, der kan tælle værdier enten i fremadgående retning eller omvendt retning kaldes en opadgående tæller eller reversibel tæller.
OPDEL af N COUNTER: I stedet for en binær, kan vi nogle gange kræve at tælle op til N, som er af base 10. Rippeltæller, som kan tælle op til værdi N, som ikke er en styrke på 2, kaldes Divide by N-tæller.

Ripple Counter Circuit Diagram og Timing Diagram

Det arbejde på krusttælleren kan bedst forstås ved hjælp af et eksempel. Baseret på antallet af flip-flops, der er anvendt, er der 2-bit, 3-bit, 4-bit ... .. krusttællere kan designes. Lad os se på, hvordan en 2-bit fungerer binær ringtæller at forstå konceptet.

TIL binær tæller kan tælle op til 2-bit værdier, dvs. 2-MOD tæller kan tælle 2to= 4 værdier. Da her n værdi er 2, bruger vi 2 flip-flops. Mens du vælger typen flip-flop, skal du huske, at Ripple-tællere kun kan designes ved hjælp af de flip-flops, der har en betingelse for at skifte som i JK og T flip flops .

Binær krusttæller ved hjælp af JK Flip Flop

Kredsløbet af en binær ringtæller er som vist i figuren nedenfor. Her to JK-flip-flops J0K0 og J1K1 anvendes. JK-indgange fra flip-flops forsynes med højspændingssignal, der holder dem i en tilstand 1. Symbolet for urimpulsen indikerer en negativ udløst urepuls. Fra figuren kan det observeres, at output Q0 fra den første flip-flop påføres som en klokimpuls til den anden flip-flop.

Binær krusttæller ved hjælp af JK Flip Flop

Binær krusttæller ved hjælp af JK Flip Flop

Her er output Q0 LSB og output Q1 er MSB bit. Tællerens funktion kan let forstås ved hjælp af sandhedstabellen for JK flip flop.

Jn TILn

Qn + 1

0

1

0

1

0

0

1

1

Qn

1

0

Qn

Så ifølge sandhedstabellen, når begge input er 1, vil den næste tilstand være et supplement til den tidligere tilstand. Denne tilstand bruges i flipp flop. Da vi har anvendt en høj spænding på alle JK-indgange på flip-flops, er de i tilstanden 1, så de skal skifte tilstand ved den negative ende af urimpulsen, dvs. ved overgangen 1 til 0 af urimpulsen. Timingdiagrammet for den binære ringtæller forklarer klart operationen.

Timingsdiagram for binær krusttæller

Timingsdiagram for binær krusttæller

Fra tidsdiagrammet kan vi se, at Q0 kun ændrer tilstand under det anvendte urs negative kant. Oprindeligt er flip flop i tilstand 0. Flip-flop forbliver i tilstanden, indtil det anvendte ur går fra 1 til 0. Da JK-værdierne er 1, skal flip flop skifte. Så det ændrer tilstand fra 0 til 1. Processen fortsætter for alle urets impulser.

Antal inputimpulser

Q1 Q0
0

1

to

3

4

-

0

0

1

1

-

0

1

0

1

Når vi kommer til den anden flip-flop, angives her den bølgeform, der genereres af flip-flop 1, som urimpuls. Så som vi kan se i tidsdiagrammet, når Q0 går overgang fra 1 til 0, ændres tilstanden for Q1. Overvej ikke ovenstående urpuls, følg kun bølgeformen for Q0. Bemærk, at outputværdierne for Q0 betragtes som LSB og Q1 betragtes som MSB. Fra tidsdiagrammet kan vi observere, at tælleren tæller værdierne 00,01,10,11 derefter nulstiller sig selv og starter igen fra 00,01, ... indtil urimpulser påføres J0K0 flip flop.

3-bit krusttæller ved hjælp af JK flip-flop - Sandhedstabel / Timing Diagram

I 3-bit ringtælleren bruges tre flip-flops i kredsløbet. Da her er n-værdien tre, kan tælleren tælle op til 23= 8 værdier, dvs. 000,001,010,011,100,101,110,111. Kredsløbsdiagrammet og tidsdiagrammet er angivet nedenfor.

Binær krusttæller ved hjælp af JK Flip Flop

Binær krusttæller ved hjælp af JK Flip Flop

3 bit timing diagram for krusningstæller

3 bit timing diagram for krusningstæller

Her er outputbølgeformen for Q1 givet som urimpuls til flip-flopet J2K2. Så når Q1 går fra 1 til 0 overgange, ændres tilstanden for Q2. Output af Q2 er MSB.

Antal impulser

Qto Q1

Q0

0

1

to

3

4

5

6

7

8

-

0

0

0

0

1

1

1

1

-

0

0

1

1

0

0

1

1

-

0

1

0

1

0

1

0

1

4-bit krusttæller ved hjælp af JK Flip flop - kredsløbsdiagram og tidsdiagram

I 4-bit ringtæller er n-værdien 4, så der bruges 4 JK-flip-flops, og tælleren kan tælle op til 16 impulser. Under kredsløbsdiagram og tidsdiagram er givet sammen med sandhedstabellen.

4 bit krusningstæller ved hjælp af JK Flip Flop

4 bit krusningstæller ved hjælp af JK Flip Flop

4-bit Ripple Counter Timing Diagram

4-bit Ripple Counter Timing Diagram

4 bit krusttæller ved hjælp af D Flip Flop

Når det kommer til at vælge en Flip Flop for Ripple-tæller, der designer et vigtigt punkt, der skal overvejes, er, at flip-flop skal indeholde en betingelse for skift af stater. Denne betingelse er kun opfyldt af T- og JK-flip-flops.

Fra sandhedstabellen af D flip flop , kan det tydeligt ses, at det ikke indeholder skiftetilstanden. Så når en brugt som krusttæller D flip flop har startværdien som 1. Når urimpulsen gennemgår overgangen fra 1 til 0, skal flip flop ændre tilstanden. Men ifølge sandhedstabellen, når D-værdien er 1, forbliver den på 1, indtil D-værdien ændres til 0. Så bølgeformen for D0-flip flop forbliver altid 1, hvilket ikke er nyttigt til optælling. Så D-flip-flop overvejes ikke til konstruktion af Ripple Counters.

Opdel med N-tæller

Rippeltæller tæller værdier op til 2n. Så at tælle værdier, der ikke er kræfter på 2, er ikke muligt med kredsløb som vi har set indtil nu. Men ved modifikation kan vi lave krusttæller for at tælle den værdi, der ikke kan udtrykkes som en styrke på 2. En sådan tæller kaldes Opdel med N-tæller .

Tiårstæller

Tiårstæller

Antallet af flip flops n, der skal bruges i dette design, vælges på en sådan måde, at 2n> N hvor N er tælleren. Sammen med flip-flops tilføjes en feedbackport, så alle flip-flops ved antal N nulstilles til nul. Dette feedback kredsløb er simpelthen en NAND-port hvis indgange er udgangene Q for de flip-flops, hvis output Q = 1 ved optællingen N.

Lad os se kredsløbet for en tæller, for hvilken N-værdien er 10. Denne tæller er også kendt som Tiårstæller da det tæller op til 10. Her skal antallet af flip flops være 4 på grund af 24= 16> 10. Og ved en optælling af N = 10 vil udgangene Q1 og Q3 være 1. Så disse gives som indgange til NAND-porten. Outputtet fra NAND-porten påføres alle flip-flops, hvorved de nulstilles.

Ulemper ved Ripple Counter

Bæreudbredelsestiden er den tid, det tager af en tæller at fuldføre sit svar på den givne inputpuls. Som i ringtæller er urimpulsen asynkron, det kræver mere tid at fuldføre svaret.

Anvendelser af Ripple Counter

Disse tællere bruges ofte til måling af tid, måling af frekvens, måling af afstand, måling af hastighed, bølgeformgenerering, frekvensdeling, digitale computere, direkte optælling osv ...

Således handler det hele om kort information om krusningstæller, arbejdet med binær, 3bit og 4-bit tællerkonstruktion ved hjælp af JK-Flip Flop sammen med kredsløbsdiagram, timing diagram for krusningstæller og sandhedstabel. Hovedårsagen til konstruktionen af ​​krusttælleren med D-Flip Flop, ulemper og anvendelser af Ripple Counter. her er et spørgsmål til dig, hvad der er 8-bit krusttæller ?