laskuri ja sen sovellus digitaalielektroniikassa

Laskuri on erittäin tärkeä laite elektroniikassa. Sitä käytetään monissa elektroniikkapiireissä. Digitaalinen laskuri laskee periaatteessa sen kellotapille levitetyt kellopulssit. Voimme käyttää sitä näytön kanssa digitaalisen pulssin laskemiseen. Anturilla varustettua digitaalista laskuria käytetään esimerkiksi laskemaan, kuinka monta kertaa anturi laukeaa. Voimme käyttää sykkeen laskentasensoria sykkeen seurantaan digitaalisella laskurinäytöllä. Tämä on yksi esimerkki; digitaalisen laskurin sovelluksia on monia. Nyt laskureita on kahdenlaisia.

1. asynkroninen laskuri (Aaltolaskuri)
2. synkroninen laskuri

asynkroninen laskuri tai Aaltolaskuri

up-laskuri laskee ylös. Tässä laskurissa ulkoiset kellopulssit kohdistetaan vain yhteen flip-floppiin ja muut flip-flopit saavat kellot edellisen “~Q ” – ulostulosta. Jossa flip-flop ulkoisia kelloja sovelletaan ” Q ” ulostulo, että flip-flop on LSB (vähiten merkitsevä bitti). Jos et tiedä, mitä LSB on, lue tämä viesti. Asynkronisia laskureita on kahdenlaisia.

asynkroninen up-laskuri

nyt nähdään 4-bittinen asynkroninen up-laskuri.

yllä oleva luku on 4-bittinen asynkroninen ylöslaskuri. Se voi laskea 0: sta 15: een, joten mahdollinen lähtömäärä on 16. Niin, sen tila on 16, joka on 24, jossa 4 on määrä varvastossut. Kello 16 tämä laskuri palautuu alkuasentoonsa. Se koostuu neljästä D-tyypin flip-flopista. Jokaisen flip-flopin ” D ” -tulo kytketään käänteiseen Q: han (~Q) ja seuraavan flip-flopin kellotappiin. Kuten näette, ulkoinen kellopulssi annetaan ensimmäiselle varvassandaalille, mutta kellopulssit muille varvassandaaleille ovat “~Q ” – ulostulo edellisestä. “Q” – ulostulo on laskurin ulostulo.

lähtötilanteessa, kun ulkoisia kelloja ei käytetä, kaikkien varvastossujen “~Q “-ulostulo on korkea, joka on kytketty ” D ” – tuloon. Kun käytetään yhtä ulkoista kellopulssia, niin ensimmäinen flip-flop tallentaa sen “1”, joka oli läsnä “~Q”: ssa. Nyt “Q” lähtö ensimmäisen flip-flop on korkea ja “~Q ” on alhainen.

toisella kellolla ensimmäinen flip-flop nollautuu ja ensimmäisen flip-flopin ” Q “- ulostulo on matala ja “~Q ” korkea. Nyt kellon tulo toisen flip-flop sai alhaisesta korkeaan kellon siirtyminen, koska se on kytketty “~Q ” ensimmäisen flip-flop. Toinen flip-flop toistaa kaikki prosessi aina ‘~Q ‘ lähtö muuttaa sen tilan alhaisesta korkeaksi. Tämä prosessi koskee kaikkia flip-flop joka on kytketty piiri. Näin tämä piiri laskee.

Katsotaanpa 4-bittistä asynkronista vasta-aaltomuotoa.

jos näet aaltomuodon huolellisesti huomaat, että ulkoiset kellopulssit saavat jakautua jokaisella ulostulolla. Ensimmäisessä lähtö kello on jakaa 2, toisessa lähtö kello on jakaa 4 ja niin edelleen. Niinpä laskuria voidaan käyttää digitaalisena taajuusjakajana.

FN = FCLK/2n

missä:

FN = taajuus Qn

n = flip-flopin lukumäärä

voimme kirjoittaa totuustaulukon luomalla yhden ulkoisen kellon ikkunan ja tarkistamalla lähdöt aaltomuodosta. Katso esimerkiksi alla oleva kuva.

ensimmäisellä kellolla ” Q0 “lähtö on “1”, ” Q1 “lähtö on “0”, ” Q2 “lähtö on” 0 ” ja ” Q3 “lähtö on “0”. Nyt tarkistetaan lähdöt toisella kellopulssilla.

toisella kellolla ” Q0 “lähtö on “0”, ” Q1 “lähtö on “1”, ” Q2 “lähtö on” 0 ” ja ” Q3 “lähtö on “0”. Nyt kirjoitamme totuustaulukon katsomalla tuotoksia jokaisella kellopulssilla.

kello	Q3	Q2	Q1	Q0	Binäärituloksen desimaaliekvivalentti
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

kuten näette, että tämä laskuri laskee 0: sta 15: een, joten tämä on up counter ja yllä oleva taulukko on 4: n bitin up Counterin totuustaulukko.

asynkroninen laskuri

laskuri laskee alas ja kuten jo tiedämme, ulkoiset kellopulssit annetaan asynkronisessa laskurissa vain yhdelle flip-flopille. Tässä laskurissa otamme lähdöt “~Q ” – lähdöstä.

kuten näette, olemme juuri muuttaa lähtö kantoja tehdä se alas counter. Kun taas kaikki lepopiiri on samanlainen kuin ylös laskuri. Katsotaanpa sen lähtöaaltomuotoa.

voimme löytää totuustaulukon käyttämällä edellistä menetelmää; meillä oli tapana löytää totuustaulukko up counter.

kello	Q3	Q2	Q1	Q0	Binäärituloksen desimaaliekvivalentti
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

synkroninen laskuri

synkronisessa laskurissa ulkoiset kellopulssit annetaan kaikille varvassandaaleille. Mutta käytämme lisälogiikkaa tässä laskurissa. On olemassa kahdenlaisia synkroninen laskuri sekä asynkroninen laskuri.

Synchronous up counter

kuten tiedämme, että up counter laskee ylös. On olemassa kahdenlaisia synkroninen ylös laskuri.

1. Synchronous up counter with ripple carry

Let ‘ s see the design of a 4 bit synchronous up counter with ripple carry.

ajoitus kaavio (ajoitus aaltomuoto) ja totuus taulukko on sama asynkroninen ylös laskuri. Kuten näette, että se on ja portti joka flip flop paitsi ensimmäinen, joka on LSB flip flop. Jokaisessa ja portissa on kaksi syöttöä. Tuotos jokaisen ja gate ovat ja ‘ Ed tuotos edellisen kaikki flip-flops ja se on tulo seuraavan flip-flop. Antaa ja ‘ Ed tuotos edellisen kaikki varvastossut next ja gate, tuotos edellisen ja gate annetaan seuraava seuraava ja gate. Tällaista laskuria kutsutaan “ripple carry counteriksi”.

nyt ymmärretään tämän laskurin toimivuus. Näet, että kaikki JK flip-flop on määritetty T flip flop. Tulo ensimmäinen t flip flop on kiinteä, joka on korkea (1) ja Lähtö annetaan seuraavan flip flop input ja ensimmäinen ja portti. Tuotos toisen flip flop annetaan ensimmäinen ja gate ja tuotos ensimmäisen ja gate annetaan seuraava flip flop input. Sitten tämä sarja toistetaan kaikille seuraaville varvastossuille.

kun annamme kellopulsseja tälle piirille, ensimmäinen flip flop vaihtuu ja sen teho nousee korkeaksi. Nyt tulo toinen tulo on korkea ja seuraavan kellon pulssi annetaan sitten toinen flip flop vaihtuu ja se tulee Korkea. Ensimmäinen flip flop myös vaihtaa toisen kellon ja se tulee Alhainen. Kolmas kello, ensimmäinen flip flop vaihtaa ja tulee korkea, mutta koska tulo toinen flip flop oli alhainen, se ei vaihda ja pysyy korkealla. Nyt ensimmäinen ja portti on nyt aktiivinen ja sen tuotos on korkea, mikä on tulo kolmas flip flop. Neljännessä kellopulssi annetaan, ensimmäinen ja toinen varvassandaali ovat matalat ja kolmas varvassandaali vaihtuu ja siitä tulee Korkea. Tämä prosessi toistetaan kaikille varvastossuille.

2. Synchronous up counter ilman aaltoilu carry counter

Katsotaanpa suunnittelu 5-bittinen synkroninen up counter ilman aaltoilu carry.

tässä laskuri Tulo ja portti kasvaa flip-flop kasvaa. Koska emme anna tuotos edellisen ja seuraavan ja gate sen sijaan annamme suoraan kaikki aiemmat varvastossut tuotos ja gate. Niin, koska määrä flip flop kasvaa, määrä ja portti tulo kasvaa myös. Tämän tyyppinen flip flop kutsutaan “ilman aaltoilu kuljettaa laskuri”. Tämän laskurin toiminta on sama kuin aiemmin selitetty.

Synchronous down counter

tiedämme, että muuttaaksemme ylöslaskurin down counteriksi meidän on vain muutettava ulostulon sijaintia varvassandaaleissa. Niin, katsotaanpa piiri sekä Tyyppi synkroninen alas laskuri.

1. Synchronous down counter with ripple carry

Let ‘ s see the logic circuit for synchronous down counter with ripple carry.

niin, kuten näette, että olemme muuttaneet lähtö ‘ Q ‘lähtö’ ~Q ‘ lähtö saavuttaa Down counter.

2. Synchronous down counter without ripple carry

Let ‘ s see the logic circuit for synchronous down counter without ripple carry.

niin, kuten näette myös tässä laskuri, että olemme muuttaneet lähtö ” Q “lähtö” ~Q ” lähtö saavuttaa down counter.

Special type of counter

on olemassa joitakin erityisiä laskureita ja ne ovat ” Ring counter “ja”Johnson counter”. Katsotaan ne yksitellen.

Rengaslaskuri

tämä on erityinen synkroninen laskuri. Se on shift – tyyppinen laskuri, joten sitä kutsutaan myös shift-laskuriksi. Tässä laskurin data siirtyy oikealta vasemmalle tai vasemmalta oikealle. Katsotaanpa logiikka piiri rengas laskuri.

kuten näette, että tuotos viimeinen flip-flop on tulo ensimmäinen flip flop, tuotos ensimmäinen flip-flop on tulo toinen flip-flop ja niin edelleen. Data siirtyy siis vasemmalta oikealle. Tässä laskuri rightmost tai leftmost flip-flop on aluksi asetettu “1” ja kaikki muut flip-flop on selvitetty. Jokaisella kellopulssilla tämä ‘1’siirtyy. Katsotaan nyt ring Counterin totuustaulukko.

laskenta askel rengas laskuri on 20, 21, 22….2N-1. missä N on määrä flip flop.

FOUT = FCLK/n

Johnsonin laskuri

tämä on myös erityistyyppinen synkroninen laskuri. Meidän piti asettaa yksi flip-flop rengas counter mutta Johnson counter palautetta annetaan muodossa “~Q” tuotos viime flip-flop. Kaikki varvastossut pitää tyhjentää.

kuten näette, että “~Q ” tuotos viimeinen flip-flop on tulo ensimmäinen flip flop, tuotos ensimmäinen flip-flop on tulo toinen flip-flop ja niin edelleen. Data siirtyy siis vasemmalta oikealle. Tässä laskuri meidän ei tarvitse aluksi asettaa LSB tai MSB flip flop ‘1’, Meidän täytyy vain tyhjentää kaikki Varvassandaalit. Aluksi kellopulssi “1”, joka on” ~Q3″, siirtyy ja se tallennetaan Q0: een, kunnes” ~Q3 “ei ole “0”. Katsotaan nyt Johnson Counterin totuuspöytä.

Kello	~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

laskurin käyttö

• Digitaalipulssin laskeminen
• Taajuusjako
• digitaalikellot
• analogiset digitaalimuunnin (ADC)

Some counter chips (counter IC)

1. 74HC161: – se on 4-bittinen synkroninen BCD (Binäärikoodattu desimaali) laskuri asynkronisella resetillä. Sitä valmistaa Texas Instruments (TI).
2. 74hc163: – se on 4-bittinen synkroninen binäärilaskuri, jossa on asynkroninen resetointi ja synkroninen kuormitus. Sitä valmistaa Texas Instruments (TI).
3. 74hc191: – se on 4-bittinen synkroninen binäärinen ylös/alas-laskuri, jossa on asynkroninen resetointi ja synkroninen kuormitus. Sitä valmistaa NXP.
4. 74HC160:- Se on 4-bittinen esiasetettavissa synkroninen BCD laskuri asynkroninen reset. Sitä valmistaa NXP.
5. CD4017B:-se on 4-portainen synchronous decade-laskuri, jossa on dekoodatut tuotokset (0-9). Jos haluat lisätietoja, klikkaa tästä.