Zähler und Arten von elektronischen Zählern

Was ist elektronischer Zähler und Arten von Zählern

Was ist Counter?

Ein Zähler ist ein digitales Logikgerät in der Datenverarbeitung, um das spezifische Ereignis kontinuierlich gemäß der Konfiguration & Programmierung zu speichern und anzuzeigen. Sequentielle digitale Logikschaltung ist eine gemeinsame Art von Zähler bestehen aus einzelnen Eingangsleitung (Uhr) und Anzahl der Ausgangsleitungen.

Der Wert der Ausgabezeilen bezeichnet eine Zahl im Binärzahlensystem (BCD = Binary coded decimal). Meistens werden in diesen digitalen Schaltungen die Kaskadenschaltung von Flip-Flops verwendet. Diese Instrumente und Geräte widley in digitalen Schaltungen als separate ICs verwendet sowie als Teile in größeren integrierten Schaltungen und Leiterplatten kombiniert.

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Was ist ein elektronischer Zähler?

Ein elektronischer Zähler ist ein Einzel- oder Multifunktionsgerät, das zur Angabe einer bestimmten Rate oder Zeit verwendet wird. Ein elektronischer Einzelfunktionszähler ist entweder bidirektional oder einseitig gerichtet, während andere vorprogrammierte Zähler mehrere Funktionen ausführen können.

Wie der Name schon sagt, zählen elektronische Zähler mit einer Richtung nur “Aufwärts” oder “Abwärts”, während elektronische Zähler mit zwei Richtungen sowohl “Aufwärts” als auch “Abwärts” zählen. Diese Zähler sind im Vergleich zu mechanischen Zählern teurer und komplizierter in der Installation. es gibt viele Arten von elektronischen Zählern wie folgt.

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Klassifizierung von elektronischen Zählern basierend auf dem Takteingang

Synchrone Zähler

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Es besteht aus einer parallelen Anordnung von Flip-Flops, wobei alle Flip-Flops werden gleichzeitig und synchron mit den Taktimpulsen getaktet. Aus diesem Grund ist die Laufzeitverzögerung unabhängig von der Anzahl der Flip-Flops in den Synchronzählern.

Diese Zähler sind ebenfalls mit einer kombinatorischen Logikschaltung ausgestattet, um sicherzustellen, dass jedes Flip-Flop zur richtigen Zeit schaltet. Bei synchronen Zählern wird der Ausgang eines Flip-Flops dem Eingang eines anderen Flip-Flops gegeben.

Asynchron- oder Welligkeitszähler

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Es besteht aus einer kaskadierten Anordnung von Flip-Flops, wobei der Takt eines Flip-Flops vom Ausgang seines Vorgängerflipflops gesteuert wird. Die Anzahl der verwendeten Flip-Flops bestimmt den Modul des Zählers, wobei die Anzahl der Flip-Flops von der Anzahl der logischen Zustände im Zähler abhängt, bevor dieser seinen Ausgangszustand erreicht.

Der Takteingang wird dem ersten Flip-Flop gegeben. Für einen Modulo-n-Zähler wird der Takteingang zum n-ten Flip-Flop durch den (n-1)-ten Flip-Flop-Ausgang bestimmt. Da der Takt eines Flip-Flops vom Ausgang des vorherigen Flip-Flops abhängt, würde es seinen Zustand nach einer gewissen Zeitverzögerung ändern, die den Laufzeiten beider Flip-Flops entspricht. Bei einem Modul-n-Zähler ändert das n-te Flip-Flop seinen Zustand nach einer Verzögerung des n-fachen der Laufzeitverzögerung eines Flip-Flops.

Da die Takt-Information durch den Zähler kräuselt, wird er als Kräuselungszähler bezeichnet. Da auch die Flip-Flops nicht synchron zum Eingangstakt ihren Zustand ändern, werden diese Zähler auch als asynchrone Zähler bezeichnet.

Da die endgültige Ausgabe von der Laufzeitverzögerung jedes Zählers abhängen würde, gibt es eine Grenze für die Taktfrequenz, die wie folgt angegeben ist:

Wobei N die Anzahl der Flip-Flops, td die Laufzeitverzögerung eines Flip-Flops und Ts die Stroboskop-Pulsbreite ist. Beachten Sie, dass die Laufzeitverzögerung bei verschiedenen Arten von Flip-Flops variiert.

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Klassifizierung elektronischer Zähler nach Verwendungszwecken

Up / Down-Zähler:

Wie der Name schon sagt, zählen diese Zähler sowohl in aufsteigender als auch in absteigender Reihenfolge, also sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung. Während einige Zähler-ICs separate Takteingangsklemmen zum Auf- und Abzählen haben (Beispiel IC 74192 und IC 74192), haben einige nur eine Takteingangsklemme und einen Steuerstift, um die erforderliche Funktion auszuwählen (Beispiele: IC 74190, IC 74191).

Dekadenzähler:

Ein Dekadenzähler oder ein Modul-10-Zähler durchläuft 10 eindeutige Ausgangskombinationszustände, bis er zurückgesetzt wird. Es besteht aus 4 Flip-Flops und erfordert zusätzliche Schaltungen, um einige Zustände zu überspringen und den normalen Zähler in einen Dekadenzähler umzuwandeln. Es kann 16 mögliche Zustände zählen, von denen nur 10 verwendet werden. Beispiele sind 4017B, 7490N.

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BCD-Zähler:

Es ist eine spezielle Art von Dekadenzähler, dessen Ausgabe dem 8421-Code entspricht. Die Zählerstände sind das binäre Äquivalent von Dezimalzahlen. Beispiel ist 74LS90.

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Voreinstellbare Zähler:

Dies sind Zähler, die mit Hilfe der VOREINGESTELLTEN und FREIEN Pins der Flip-Flops auf einen beliebigen Anfangszähler voreingestellt werden können. Die Flip-Flops können asynchron oder synchron getaktet werden. Voreinstellbare Zähler können Aufwärtszähler, Abwärtszähler oder AUFWÄRTS-/Abwärtszähler sein.

Diese bestehen aus zusätzlichen Eingangs- / Ausgangspins wie ‘Preset’ (Zum Laden eines beliebigen Zählers), Parallel Load (PL) -Eingängen (ermöglicht das Laden von VOREINGESTELLTEN Eingängen auf die Ausgänge) und Terminal Count (TC) -Ausgängen (wird aktiv, wenn Terminal Count erreicht ist.). Beispiele sind IC74190, IC4191 und IC74193.

Ringzähler:

Dieser Zähler wird durch Modifizieren eines Schieberegisters entwickelt. Der wahre Ausgang des letzten Flip-Flops wird direkt auf den Dateneingang des ersten Flip-Flops zurückgeführt, wodurch eine Folge von Impulsen erzeugt wird. Beispielsweise ist bei einem D-Flip-Flop-Schieberegister der Q-Ausgang des letzten Flip-Flops mit dem D-Eingang des ersten Flip-Flops verbunden. Diese Zähler werden im digitalen System verwendet, um Steuerimpulse zu erzeugen.

Johnson-Zähler

Dieser Zähler ist eine Umkehrung des Ringzählers. Mit anderen Worten wird die Rückkopplung vom letzten Flip-Flop umgekehrt dem Dateneingang des ersten Flip-Flops zugeführt. Beispielsweise wird für ein D-Flip-Flop-Schieberegister der ~Q-Ausgang des letzten Flip-Flops dem D-Eingang des ersten Flip-Flops zugeführt. Diese können auch als Division durch n Zähler verwendet werden.

• Hinweis: Sie können lesen in mehr details über Ring Zähler und Johnson Zähler

Praktische Zähler IC 4017:

Es ist eine 16 pin, CMOS logic Jahrzehnt Zähler cum Decoder, verwendet vor allem für niedrigen bereich zählen anwendungen. Es kann mit decodierten Ausgängen von null bis zehn zählen und spart so viel Platz und Zeit auf der Platine.

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Funktionen der IN/OUT PINS Von Zähler IC 4017

Gegeben unten ist die funktionalität von jeder seiner pins.

Pins 1 zu 7, 9 zu 11: Diese sind ausgang pins der IC, mit jeder pin gehen hohe mit entsprechenden dezimalzahl. Der Status ist wie unten angegeben.

Pin 1: Geht HOCH, wenn ‘5’ die Zählung ist.

Pin 2: Geht HOCH, wenn ‘1’ die Zählung ist.

Pin 3: Geht HOCH, wenn ‘0’ die Zählung ist.

Pin 4: Geht HOCH auf count ‘2’.

Pin 5: Geht HOCH auf count ‘6’

Pin 6: Geht HOCH auf count 7.

Pin 7: Geht HOCH, wenn count ‘3’ ist.

Pin 8: Es ist die boden pin, die verbunden ist, um LOW level spannung oder zu boden.

Pin 9: Geht HOCH, wenn count ‘8’ ist.

Pin 10: Geht HOCH, wenn count ‘4’ ist.

Pin 11: Geht HOCH, wenn count ‘9’ ist.

Pin 12: Dieser pin ist verwendet für anschluss mit einem anderen Zähler IC, zu unterstützung größere zählen auftrag. Obwohl wir können erreichen zählt zu 20 oder mehr, durch cascading mehrere IC4017s zusammen, es ist ratsam, nicht zu cascade mehr als 3 ICs, in auftrag zu vermeiden auftreten störungen.

Pin 13: Dies ist ein aktiver LOW-Pin und wird als Disable-Pin bezeichnet. Sobald ein logisches HIGH-Signal gegeben wird, deaktiviert es die gesamte Funktion des IC, unabhängig von den Taktimpulsen.

Pin 14: Dies ist die uhr eingang pin. Die Eingangstaktimpulse werden an diesen Pin gegeben und der Zählerstand wird mit steigender oder positiver Flanke des Impulses fortgesetzt.

Pin 15: Dies ist der aktive LOW-Reset-Pin, der bei einem ‘HIGH’ -Logiksignal den IC zurücksetzen würde.

Pin 16: Dies ist der Stromversorgungspin, dem eine Spannung von 3 Volt bis 15 Volt zugewiesen werden sollte.

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Anwendungen / Verwendung von Zählern

Elektronische Zähler werden in vielen digitalen elektronischen Geräten verwendet, insbesondere in der Digitaluhr und im Multiplexing. Die meisten ihrer Anwendungen sind unten aufgeführt.

• Als Objektzähler
• Parallel zur seriellen Datenkonvertierung Logikschaltungen
• Analog-Digital-Wandler.
• Digitale uhren
• Frequenz zähler
• Frequenz teiler schaltungen. (Wo die Eingangs frequenz geteilt durch 2)
• Timer und Rate messung. (Zeit schaltungen, waschmaschinen, wecker etc)
• Digitale dreieckige welle generator.
• Treppenspannung erzeugen

Dies ist eine kurze Übersicht über verschiedene Arten von Zählern. Alle anderen Informationen zu Zählern sind im folgenden Abschnitt willkommen.

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• Basiselektronik (MCQs mit erläuternden Antworten)
• Gegenkopplungs- und Gegenkopplungsverstärkersysteme
• Thyristor & Siliziumgesteuerter Gleichrichter (SCR)
• Digitale Logik ODER Gate
• Digitale Logik UND Gate