de electrónica y su aplicación en electrónica digital

es un dispositivo muy importante para la electrónica. Se utiliza en muchos circuitos electrónicos. Un contador digital básicamente cuenta los pulsos de reloj aplicados a su pin de reloj. Podemos usarlo con pantalla para ver visualmente el conteo de pulsos digitales. El contador digital con sensor se utiliza para, por ejemplo, contar cuántas veces se activa el sensor. Podemos usar el sensor de conteo de latidos cardíacos para monitorear los pulsos cardíacos utilizando la pantalla de contador digital. Este es un ejemplo; hay muchas aplicaciones de contador digital. Ahora hay dos tipos de mostrador.

1. Contador asíncrono (contador de ondulación)
2. Contador síncrono

Contador asíncrono o contador de ondulaciones

Un contador ascendente cuenta. En este contador, los pulsos de reloj externos se aplican a un solo flip-flop y otro flip-flop obtiene relojes de la salida ‘~Q’ del anterior. En el que se aplican los relojes externos de flip-flop, la salida ‘ Q ‘ de ese flip-flop es LSB (bit menos significativo). Si no sabes lo que es LSB, lee este post. Hay dos tipos de contador asíncrono.

Contador ascendente asíncrono

Ahora veamos un diseño de contador ascendente asíncrono de 4 bits.

La figura de arriba es un contador ascendente asíncrono de 4 bits. Puede contar de 0 a 15, por lo que el número posible de salida es 16. Por lo tanto, su modo es 16 que es 24, donde 4 es el número de chanclas. En el reloj 16, este contador se restablecerá a su posición inicial. Consta de cuatro chanclas tipo D. La entrada ‘ D ‘ de cada flip-flop está conectada a Q invertida (~Q) y al pin de reloj del siguiente flip-flop. Como puede ver, el pulso de reloj externo se da al primer flip-flop, pero los pulsos de reloj para otras flip-flop son ‘~Q’ de salida del anterior. La salida ‘ Q ‘ es la salida del contador.

En la condición inicial cuando no se aplican relojes externos, la salida ‘ ~Q ‘de todas las chanclas será alta, lo que está conectado a la entrada’ D’. Cuando se aplica un pulso de reloj externo, la primera flip-flop almacenará ese ‘ 1 ‘que estaba presente en’~Q’. Ahora la salida ‘ Q ‘del primer flip-flop será alta y’ ~Q ‘ será baja.

En el segundo reloj, el primer flip-flop se reiniciará y la salida ‘ Q ‘del primer flip-flop será baja y’ ~Q ‘ será alta. Ahora, la entrada de reloj del segundo flip-flop tiene una transición de reloj de bajo a alto, ya que está conectada a ‘~Q’ del primer flip-flop. El segundo flip-flop repetirá todo el proceso cada vez que la salida’ ~Q ‘ cambie su estado de bajo a alto. Este proceso se aplicará a todos los flip-flop que están conectados en el circuito. De esta manera este circuito cuenta.

Veamos una forma de onda de contador asíncrono de 4 bits.

Si observa cuidadosamente la forma de onda, notará que los pulsos de reloj externos se dividen en cada salida. En el primer reloj de salida es dividir por 2, en el segundo reloj de salida es dividir 4 y así sucesivamente. Por lo tanto, el contador se puede usar como divisor de frecuencia digital.

FN = FCLK/2N

Donde:

FN = Frecuencia en QN

N = Número de flip-flop

Podemos escribir la tabla de verdad creando una ventana de un reloj externo y comprobando las salidas en la forma de onda. Por ejemplo, vea la figura a continuación.

En el primer reloj, la salida ‘ Q0 ‘ es ‘1’, la salida’ Q1 ‘es’ 0′, la salida’ Q2 ‘es’ 0 ‘y la salida’ Q3 ‘es’0’. Ahora comprobemos las salidas en el segundo pulso del reloj.

En el segundo reloj, la salida ‘ Q0 ‘ es ‘0’, la salida’ Q1 ‘es’ 1′, la salida’ Q2 ‘es’ 0 ‘y la salida’ Q3 ‘es’0’. Ahora escribiremos la tabla de la verdad mirando las salidas en cada pulso de reloj.

Reloj	P3	P2	T1	Q0	Decimal equivalente de salida binaria
0	0	0	0	0	0
1	0	0	0	1	1
2	0	0	1	0	2
3	0	0	1	1	2
4	0	1	0	0	4
5	0	1	0	1	5
6	0	1	1	0	6
7	0	1	1	1	7
8	1	0	0	0	8
9	1	0	0	1	9
10	1	0	1	0	10
11	1	0	1	1	11
12	1	1	0	0	12
13	1	1	0	1	13
14	1	1	1	0	14
15	1	1	1	1	15
16(0)	0	0	0	0	0

Como usted puede ver que este contador está contando de 0 a 15, por lo que este es un contador y la tabla de arriba es la tabla de verdad de 4 bits del contador.

Contador descendente asíncrono

Un contador descendente cuenta atrás y, como ya sabemos, los pulsos de reloj externos se dan a un solo flip-flop en el contador asíncrono. En este contador tomamos salidas de la salida ‘~Q’.

Como puede ver, solo tenemos que cambiar las posiciones de salida para que sea contador hacia abajo. Mientras que todo el circuito de descanso es similar al contador ascendente. Ahora veamos su forma de onda de salida.

Podemos encontrar la tabla de la verdad usando el método anterior; solíamos encontrar la tabla de la verdad del contador ascendente.

Reloj	P3	P2	T1	Q0	Decimal equivalente de salida binaria
0	1	1	1	1	15
1	1	1	1	0	14
2	1	1	0	1	13
3	1	1	0	0	12
4	1	0	1	1	11
5	1	0	1	0	10
6	1	0	0	1	9
7	1	0	0	0	8
8	0	1	1	1	7
9	0	1	1	0	6
10	0	1	0	1	5
11	0	1	0	0	4
12	0	0	1	1	3
13	0	0	1	0	2
14	0	0	0	1	1
15	0	0	0	0	0
16(0)	1	1	1	1	15

contador Síncrono

síncrona contador de pulsos de reloj externo es dada a todos los flip-flops. Pero usamos lógica adicional en este contador. Hay dos tipos de contador síncrono, así como contador asíncrono.

Contador ascendente síncrono

Ya que sabemos que un contador ascendente cuenta. Hay dos tipos de contador ascendente síncrono.

1. Contador ascendente síncrono con transporte de ondulación

Veamos el diseño de un contador ascendente síncrono de 4 bits con transporte de ondulación.

El diagrama de tiempo (forma de onda de tiempo) y la tabla de verdad son el mismo contador ascendente asíncrono. Como puedes ver, tiene una puerta en cada chancla, excepto en la primera, que es LSB flip flop. Cada puerta tiene dos entradas. La salida de cada Y puerta es salida AND’ed de todas las chanclas anteriores y es entrada de la siguiente chancla. Para dar salida AND’ed de todas las chanclas anteriores a next AND gate, la salida de previous AND gate se da a next the next and gate. Este tipo de contador se llama “contador de transporte de ondulación”.

Ahora vamos a entender el funcionamiento de este contador. Puedes ver que todas las chanclas JK están configuradas como chanclas T. La entrada del primer flip flop T es fija, que es alta (1) y la salida se da a la siguiente entrada de flip flop y primera Y puerta. La salida del segundo flip flop se da a primera Y puerta y la salida de primera Y puerta se da a la siguiente entrada de flip flop. Luego, esta secuencia se repite para todas las chanclas siguientes.

A medida que damos pulsos de reloj a este circuito, el primer flip flop cambiará y su salida se volverá alta. Ahora la entrada de la segunda entrada es alta y a medida que se da el siguiente pulso del reloj, la segunda flip flop cambiará y se volverá alta. El primer flip flop también alternará en el segundo reloj y se volverá bajo. En el tercer reloj, el primer flip flop se activará y se convertirá en alto, pero como la entrada del segundo flip flop fue baja, no se activará y permanecerá alto. Ahora la primera Y la puerta está activa y su salida será alta, que es la entrada del tercer flip flop. En el cuarto reloj se da el pulso, la primera y segunda chanclas serán bajas y la tercera chancla se alternará y se convertirá en alta. Este proceso se repetirá para todas las chanclas.

2. Contador ascendente síncrono sin contador de transporte de ondulación

Veamos el diseño de un contador ascendente síncrono de 5 bits sin transporte de ondulación.

En este contador, la entrada de Y puerta aumenta a medida que aumenta el flip-flop. Debido a que no damos la salida de anterior Y a siguiente Y puerta, en su lugar, estamos dando directamente todas las chanclas anteriores a salida Y puerta. Por lo tanto, a medida que aumenta el número de chanclas, también aumenta el número de entradas Y entradas de puerta. Este tipo de chanclas se llama “sin mostrador de transporte de ondulación”. El funcionamiento de este contador es el mismo que se explicó anteriormente.

Sincrónico abajo contador

sabemos que para convertir un contador hacia abajo contador sólo tenemos que cambiar la posición de salida de los flip-flops. Por lo tanto, veamos el circuito para ambos tipos de contador descendente síncrono.

1. Contador descendente síncrono con transporte de ondulación

Veamos el circuito lógico para contador descendente síncrono con transporte de ondulación.

Por lo tanto, como puede ver, hemos cambiado la salida de salida ‘Q’ a salida ‘~Q’ para lograr un contador descendente.

2. Contador descendente síncrono sin carga de ondulación

Veamos el circuito lógico para contador descendente síncrono sin carga de ondulación.

Por lo tanto, como puede ver también en este contador, hemos cambiado la salida de salida ‘Q’ a salida ‘~Q’ para lograr un contador descendente.

tipo Especial de contador

Hay algún tipo especial de contador y de “Anillo contador” y “Johnson contador”. Vamos a verlos uno por uno.

Contador de anillos

Este es un tipo especial de contador síncrono. Es un contador de cambios, por lo que también se llama contador de cambios. En este contador, los datos cambian de derecha a izquierda o de izquierda a derecha. Veamos el circuito lógico del contador de anillos.

Como puede ver, la salida del último flip-flop es la entrada para el primer flip-flop, la salida del primer flip-flop es la entrada para el segundo flip-flop, y así sucesivamente. Así que los datos cambiarán de izquierda a derecha. En este mostrador, el flip-flop más a la derecha o a la izquierda se establece inicialmente en ‘ 1 ‘ y todos los demás flip-flop se borran. En cada pulso de reloj, este’ 1 ‘ se desplazará. Ahora veamos la tabla de la verdad del contador de anillos.

El paso de conteo del contador de anillos será 20, 21, 22.2N-1. donde N es el número de chanclas.

FOUT = FCLK / N

Contador Johnson

También es un contador síncrono de tipo especial. Tuvimos que preseleccionar un flip-flop en el contador de anillos, pero en el contador de Johnson la retroalimentación se da de forma” ~Q ” de salida del último flip-flop. Tenemos que limpiar todas las chanclas.

Como puede ver, la salida” ~Q ” del último flip-flop es la entrada para el primer flip-flop, la salida del primer flip-flop es la entrada para el segundo flip-flop y así sucesivamente. Así que los datos cambiarán de izquierda a derecha. En este contador no tenemos que poner inicialmente las chanclas LSB o MSB en ‘1’, solo tenemos que limpiar todas las chanclas. Al principio, el pulso de reloj ‘ 1 ‘que está en “~Q3” se desplazará y se almacenará en Q0 hasta que “~Q3” no sea’0’. Ahora veamos la tabla de la verdad de Johnson Counter.

Clock	~K3	K3	K2	K1	K0
1	1	0	0	0	0
2	1	0	0	0	1
3	1	0	0	1	1
4	1	0	1	1	1
5	0	1	1	1	1
6	0	1	1	1	0
7	0	1	1	0	0
8	0	1	0	0	0
9	1	0	0	0	0

Aplicaciones de contador

• Contar cualquier pulso digital
• división de Frecuencia
• relojes Digitales
• Analógico a convertidor digital (ADC)

Algunos chips de contador (contador IC)

1. 74HC161: – Es un contador BCD síncrono de 4 bits (Decimal codificado binario) con reinicio asíncrono. Es fabricado por Texas Instruments (TI).
2. 74HC163: – Es un contador binario síncrono de 4 bits con reinicio asíncrono y carga síncrona. Es fabricado por Texas Instruments (TI).
3. 74HC191: – Es un contador ascendente/descendente binario síncrono de 4 bits con reinicio asíncrono y carga síncrona. Está fabricado por NXP.
4. 74HC160:- Es un contador BCD síncrono preajustable de 4 bits con reinicio asíncrono. Está fabricado por NXP.
5. CD4017B: – Es un contador de décadas síncrono de 4 etapas con salidas decodificadas (0-9). Para más información haga clic aquí.