Counter Og dens anvendelse i digital elektronikk

Counter er en svært viktig enhet for elektronikk. Den brukes i mange elektroniske kretser. En digital teller teller i utgangspunktet klokkeimpulser på sin klokkepinne. Vi kan bruke den med display for å visuelt se den digitale puls teller. Digital teller med sensor brukes for eksempel til å telle hvor mange ganger sensoren utløses. Vi kan bruke hjerteslag telle sensor for å overvåke hjerte pulser ved hjelp av digital counter display. Dette er et eksempel; det er mange anvendelser av digital counter. Nå er det to typer teller.

1. Asynkron teller (Rippel teller)
2. Synkron teller

Asynkron teller eller Ripple teller

En opp teller teller opp. I denne telleren eksterne klokke pulser brukes på bare en flip-flop og andre flip-flop får klokker fra ‘~Q ‘ utgang fra forrige. Ved hvilken flip-flop eksterne klokker brukes ‘ Q ‘ utgang av den flip-flop ER LSB (minst signifikant bit). Hvis DU ikke vet HVA LSB er, så les dette innlegget. Det finnes to typer asynkron teller.

Asynkron opp teller

la Oss nå se en 4 bit asynkron opp teller design.

figuren over er en 4 bit asynkron opp teller. Det kan telle fra 0 til 15, så mulig antall utdata er 16. Så, modusen er 16 som er 24, hvor 4 er antall flip-flops. Ved 16. klokke vil denne telleren tilbakestilles til sin opprinnelige posisjon. Den består av fire d-type flip-flop. ‘D’ input av hver flip-flop er koblet til invertert Q (~Q) og klokke pin av neste flip-flop. Som du kan se at ekstern klokke puls er gitt til første flip-flop, men klokke pulser for andre flip-flops er ‘~Q ‘ utgang fra forrige. ‘Q’ utgang er utgang av telleren.

ved opprinnelig tilstand når ingen eksterne klokker blir brukt, vil ‘~Q ‘utgang av alle flip-flops være høy som er koblet til’ D ‘ inngang. Når en ekstern klokkepuls påføres, vil første flip-flop lagre den ‘ 1 ‘som var tilstede på’~Q’. Nå ‘ Q ‘utgang av første flip-flop vil være høy og ‘~Q ‘ vil være lav.

på andre klokke første flip-flop vil nullstille Og ‘ Q ‘utgang av første flip-flop vil være lav og ‘~Q ‘ vil være høy. Nå klokke inngang av andre flip-flop fikk en lav til høy klokke overgang siden den er koblet til ‘~Q ‘ av første flip-flop. Andre flip-flop vil gjenta hele prosessen hver gang ‘~Q ‘ utgang av endrer sin tilstand fra lav til høy. Denne prosessen vil gjelde for alle flip-flop som er koblet i kretsen. På denne måten teller denne kretsen opp.

La oss se 4 bit asynkron tellerbølgeform.

hvis du ser bølgeformen nøye, vil du legge merke til at eksterne klokkeimpulser blir delt på hver utgang. Ved første utgang er klokken dividert med 2, ved andre utgang er klokken dividert med 4 og så videre. Så counter kan brukes som digital frekvens divider.

FN = FCLK/2N

Hvor:

FN = Frekvens VED QN

N = antall flip-flop

vi kan skrive sannhetstabellen ved å lage et vindu med en ekstern klokke og sjekke utgangene i bølgeformen. Se for eksempel figuren nedenfor.

ved første klokke Er’ Q0 ‘utgang ‘ 1’, ‘ Q1 ‘utgang er ‘0’, ‘ Q2 ‘utgang er’ 0 ‘ og ‘ Q3 ‘utgang er ‘0’. La oss nå sjekke utgangene ved andre klokkepuls.

ved andre klokke Er ‘ Q0 ‘utgang ‘ 0’, ‘ Q1 ‘utgang er ‘1’, ‘ Q2 ‘utgang er’ 0 ‘ og ‘ Q3 ‘utgang er ‘0’. Nå skal vi skrive sannhetstabellen ved å se utgangene ved hver klokkepuls.

Klokke	Q3	Q2	Q1	Q0	Desimal ekvivalent av binær utgang
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

Som du kan se at denne telleren teller fra 0 til 15, så er dette en opp-teller og tabellen over er sannhetstabellen med 4 bit opp-teller.

Asynkron down counter

en down counter teller ned og som vi allerede vet at eksterne klokkeimpulser er gitt til bare en flip-flop i asynkron teller. I denne telleren tar vi utganger fra ‘~Q ‘ utgang.

Som du kan se at vi bare har endret utgangsposisjonene for å gjøre det nede. Mens resten kretsen er lik opp telleren. La oss nå se utgangsbølgeformen.

vi kan finne sannhetstabellen ved hjelp av tidligere metode; vi pleide å finne sannhetstabell med opp-teller.

Klokke	Q3	Q2	Q1	Q0	Desimal ekvivalent av binær utgang
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

Synkron teller

i synkron teller eksterne klokke pulser er gitt til alle flip-flops. Men vi bruker ekstra logikk i denne telleren. Det finnes to typer synkron teller samt asynkron teller.

Synkron opp teller

som vi vet at en opp teller teller opp. Det finnes to typer synkron opp teller.

1. Synkron opp teller med ripple carry

La Oss se utformingen av en 4 bit synkron opp teller med ripple carry.

Timing diagram (timing bølgeform) og sannhet tabellen er samme asynkron opp teller. Som du kan se at den har og gate på hver flip flop unntatt første som ER LSB flip flop. Hver og gate har to innganger. Utgang av hver og gate er og ‘ ed utgang av tidligere alle flip-flops og det er inngang til neste flip-flop. For å gi og ‘ ed utgang fra forrige alle flip-flops til neste og gate, utgang fra forrige og gate er gitt til neste neste og gate. Denne typen teller kalles “ripple carry counter”.

la Oss nå forstå arbeidet med denne telleren. Du kan se at alle jk flip-flop er konfigurert Som t flip flop. Input av første t flip flop er fast som er høy (1) og utgang er gitt til neste flip flop inngang og første og gate. Utgang av andre flip flop er gitt til første og gate og utgang av første og gate er gitt til neste flip flop inngang. Da gjentas denne sekvensen for alle de neste flip-flops.

som vi gir klokke pulser til denne kretsen, vil første flip flop veksle og dens utgang blir høy. Nå inngang av andre inngang er høy og som neste klokke puls er gitt så andre flip flop vil veksle og det vil bli høy. Første flip flop vil også veksle på den andre klokken, og det vil bli lav. På den tredje klokken, første flip flop vil veksle og vil bli høy, men siden input av andre flip flop var lav, det vil ikke veksle og vil forbli høy. Nå er den første og porten nå aktiv og dens utgang vil høy, som er inngangen til tredje flip flop. Ved fjerde klokke puls er gitt, første og andre flip – flops vil være lav og tredje flip flop vil veksle og det vil bli høy. Denne prosessen vil gjenta for alle flip flops.

2. Synkron opp teller uten ripple carry counter

La Oss se utformingen av en 5 bit synkron opp teller uten ripple carry.

I denne telleren inngang AV og gate øker som flip-flop øker. Fordi vi ikke gir utgangen fra forrige og til neste og gate i stedet, gir vi direkte alle tidligere flip flops utgang TIL og gate. Så, som antall flip flop øker, antall og gate input øker også. Denne typen flip flop kalles “uten ripple carry counter”. Arbeidet med denne telleren er det samme som forklart tidligere.

Synkron down counter

vi vet at for å konvertere en opp-teller til ned-teller må vi bare endre utgangsposisjonen i flip-flops. Så, la oss se kretsen for begge typer synkron ned teller.

1. Synkron down counter med ripple carry

La Oss se logikkkretsen for synkron down counter med ripple carry.

Så, som du kan se at vi har endret utgangen fra ‘ Q ‘utgang til’ ~Q ‘ utgang for å oppnå ned teller.

2. Synkron down counter uten ripple carry

La Oss se logikkkretsen for synkron down counter uten ripple carry.

Så, som du kan se også i denne telleren at vi har endret utgangen fra ‘ Q ‘utgang til’ ~Q ‘ utgang for å oppnå ned teller.

Spesiell type teller

det er noen spesiell type teller tilgjengelig, og de er ” Ring counter “og” Johnson counter”. La oss se dem en etter en.

Ringteller

Dette er en spesiell type synkron teller. Det er en skift type teller, så det kalles også skift teller. I denne tellerdata skifter fra høyre til venstre eller venstre til høyre. La oss se den logiske kretsen av ringtelleren.

som du kan se at utgang fra siste flip-flop er inngangen til første flip-flop, utgang fra første flip-flop er inngang for andre flip-flop og så videre. Så data vil skifte fra venstre til høyre. I denne telleren høyre eller venstre flip-flop er først satt til ‘ 1 ‘ og alle andre flip-flop er ryddet. Ved hver klokkepuls vil denne’ 1 ‘ bli skiftet. La oss nå se sannhetstabellen til ringtelleren.

Telle trinn av ringtelleren vil være 20, 21, 22….2N-1. Hvor N Er antall flip flop.

FOUT = FCLK / N

Johnson counter

Dette er også en spesiell type synkron teller. Vi måtte forhåndsinnstille en flip-flop i ringteller, men I Johnson counter feedback er gitt form “~Q ” utgang fra siste flip-flop. Vi må bare fjerne alle flip flops.

Som du kan se at” ~q ” utgang av siste flip-flop er input for første flip-flop, utgang av første flip-flop er input for andre flip-flop og så videre. Så data vil skifte fra venstre til høyre. I denne telleren trenger vi ikke å sette LSB eller MSB flip flop til ‘1’, vi må bare fjerne alle flip-flops. Ved første klokke puls ‘ 1 ‘ som er på “~Q3” vil bli flyttet og det vil bli lagret I Q0 til “~Q3 “er ikke ‘0’. La oss nå se sannhetstabellen Til Johnson-telleren.

Klokke	~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

Anvendelser av counter

• Telle noen digital puls
• Frekvens divisjon
• Digitale klokker
• Analog Til digital converter (ADC))

noen counter chips (counter IC)

1. 74HC161: – det er en 4 bit synkron BCD (Binary Coded Decimal) teller med asynkron reset. Det er produsert Av Texas Instruments (TI).
2. 74HC163: – det er en 4 bit synkron binær teller med asynkron reset og synkron belastning. Det er produsert Av Texas Instruments (TI).
3. 74HC191: – det er en 4 bit synkron binær opp / ned-teller med asynkron tilbakestilling og synkron belastning. Den er produsert AV NXP.
4. 74HC160:- Det er en 4 bit forhåndsinnstillbar synkron bcd-teller med asynkron tilbakestilling. Den er produsert AV NXP.
5. CD4017B: – Det er en 4-trinns synkron tiårsteller med dekodede utganger (0-9). For mer informasjon klikk her.