teller en de toepassing ervan in digitale elektronica

teller is een zeer belangrijk apparaat voor elektronica. Het wordt gebruikt in vele elektronica circuits. Een digitale teller telt in principe klokpulsen toegepast op zijn klokpen. We kunnen het met display gebruiken om de digitale pulsentelling visueel te zien. Digitale teller met sensor wordt gebruikt om bijvoorbeeld te tellen hoe vaak sensor geactiveerd. We kunnen de hartslagmeter gebruiken om hartpulsen te monitoren met behulp van een digitale teller. Dit is een voorbeeld; er zijn vele toepassingen van digitale teller. Nu zijn er twee soorten tellers.

1. asynchrone teller (Rimpelteller)
2. synchrone teller

asynchrone teller of Rimpelteller

een up-teller telt op. In deze teller worden externe klokpulsen toegepast op slechts één flip-flop en andere flip-flop krijgt klokken van ‘~Q’ output van de vorige. Bij welke flip-flop externe klokken worden toegepast ‘ Q ‘ output van die flip-flop is LSB (minst significante bit). Als je niet weet wat LSB is, lees dan dit bericht. Er zijn twee soorten asynchrone teller.

asynchrone up Teller

laten we nu een 4 bit asynchrone up teller ontwerp bekijken.

de figuur hierboven is een 4 bit asynchrone up Teller. Het kan tellen van 0 tot 15, dus mogelijk aantal output is 16. Dus, de modus is 16 dat is 24, waar 4 is het aantal teenslippers. Op de 16e klok zal deze teller resetten naar zijn beginpositie. Het bestaat uit vier D-type flip-flop. ‘D’ input van elke flip-flop is verbonden met omgekeerde Q (~Q) en klok pin van volgende flip-flop. Zoals je kunt zien worden externe klokpulsen gegeven aan de eerste flip-flop, maar klokpulsen voor andere flip-flops zijn ‘~Q’ output van de vorige. ‘Q’ output is output van teller.

bij beginconditie, wanneer er geen externe klokken worden toegepast, zal de’ ~Q ‘-uitvoer van alle teenslippers hoog zijn, die verbonden is met de’ D ‘ – ingang. Wanneer een externe klokpuls wordt toegepast dan zal eerst flip-flop die ‘1’ opslaan die aanwezig was op ‘~Q’. Nu zal ‘ Q ‘output van de eerste flip-flop hoog zijn en ‘~Q ‘ laag.

op de tweede klok zal de eerste flip-flop resetten en zal de’ Q ‘- uitvoer van de eerste flip-flop laag zijn en ‘~Q ‘ hoog. Nu klok input van de tweede flip-flop kreeg een lage tot hoge klok overgang omdat het is verbonden met ‘~Q ‘ van de eerste flip-flop. Tweede flip-flop zal al het proces op elke keer herhalen ‘~Q ‘ output van verandert zijn toestand van laag naar hoog. Dit proces zal van toepassing zijn op alle flip-flop die in het circuit zijn aangesloten. Op deze manier telt dit circuit.

laten we eens kijken 4 bit asynchrone teller golfvorm.

als je de golfvorm zorgvuldig ziet zul je merken dat de externe klokpulsen bij elke uitgang verdeeld worden. Bij de eerste uitgang klok is delen door 2, bij de tweede uitgang klok is delen 4 en ga zo maar door. Dus teller kan worden gebruikt als digitale frequentieverdeler.

FN = FCLK / 2N

waarbij:

FN = frequentie bij QN

N = aantal flip-flop

we kunnen de waarheidstabel schrijven door een venster van één externe klok aan te maken en de uitgangen in de golfvorm te controleren. Zie bijvoorbeeld onderstaande figuur.

op de eerste klok ‘ Q0 ‘uitgang is ‘1’, ‘Q1’ uitgang is ‘0’, ‘Q2’ uitgang is ‘0’ en ‘Q3’uitgang is ‘0’. Laten we nu de uitgangen controleren bij de tweede klokpuls.

op de tweede klok is de’ Q0 ‘- uitgang ‘0’, de ‘Q1’ – uitgang ‘1’, de ‘Q2’ – uitgang ‘0’ en de ‘Q3’ – uitgang ‘0’. Nu zullen we de waarheidstabel schrijven door te kijken naar de uitgangen bij elke klokpuls.

Klok	Q3	Q2	Q1	Q0	Decimale equivalent van binaire uitgang
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

zoals je kunt zien telt deze teller van 0 tot 15, dus dit is een up teller en de tabel hierboven is de waarheidstabel van 4 bit up Teller.

asynchrone downteller

een downteller telt af en zoals we al weten worden externe klokpulsen gegeven aan slechts één flip-flop in asynchrone teller. In deze teller nemen we uitgangen van ‘~Q’ uitgang.

zoals je kunt zien, hebben we alleen de uitgangsposities veranderd om het tegen te houden. Terwijl alle restcircuit is vergelijkbaar met de up Teller. Laten we nu de golfvorm zien.

we kunnen de waarheidstabel vinden met behulp van de vorige methode; We gebruikten om waarheidstabel van up counter te vinden.

Klok	Q3	Q2	Q1	Q0	Decimale equivalent van binaire uitgang
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

synchrone teller

in synchrone teller worden externe klokpulsen gegeven aan alle Slippers. Maar we gebruiken extra logica in deze teller. Er zijn twee soorten synchrone teller en asynchrone teller.

synchrone up Teller

omdat we weten dat een up teller telt. Er zijn twee soorten synchrone up Teller.

1. Synchrone up Teller met ripple carry

laten we eens kijken naar het ontwerp van een 4 bit synchrone up Teller met ripple carry.

Timingdiagram (timing golfvorm) en waarheidstabel is hetzelfde asynchrone up Teller. Zoals je kunt zien dat het heeft en gate op elke flip flop behalve de eerste die LSB flip flop. Elke poort heeft twee ingangen. Output van elke en gate zijn en ‘ Ed output van vorige alle flip-flops en het is input van de volgende flip-flop. Om te geven en ‘ Ed output van vorige alle flip-flops naar volgende en poort, output van vorige en poort wordt gegeven aan volgende de volgende en poort. Dit type teller wordt “ripple carry counter” genoemd.

laten we nu de werking van deze teller begrijpen. U kunt zien dat alle JK flip-flop is geconfigureerd als T flip flop. De Input van eerste T flip flop is vast die hoog (1) is en de output wordt gegeven aan volgende flip flop input en eerste en poort. Output van tweede flip flop wordt gegeven aan eerste en gate en output van eerste en gate wordt gegeven aan volgende flip flop input. Dan wordt deze volgorde herhaald voor alle volgende teenslippers.

als we klokpulsen geven aan dit circuit, zal de eerste flip flop schakelen en de output wordt hoog. Nu input van tweede input is hoog en als volgende klokpuls wordt gegeven dan tweede flip flop zal schakelen en het zal hoog worden. Eerste flip flop zal ook schakelen op de tweede klok en het zal laag worden. Bij de derde klok, zal de eerste flip flop schakelen en zal hoog worden, maar aangezien de input van de tweede flip flop laag was, zal het niet schakelen en zal hoog blijven. Nu is de eerste en poort nu actief en de output zal hoog, dat is de input van de derde flip flop. Bij de vierde klok wordt puls gegeven, de eerste en tweede flip-flops zullen laag zijn en de derde flip flop zal schakelen en het zal hoog worden. Dit proces zal zich herhalen voor alle teenslippers.

2. Synchrone up Teller zonder Rimpeling carry teller

laten we eens kijken naar het ontwerp van een 5 bit synchrone Up Teller zonder Rimpeling carry.

In deze teller input van en gate neemt toe naarmate flip-flop toeneemt. Omdat we niet de output van vorige en naar volgende en poort geven in plaats daarvan geven we direct alle vorige flip flops output naar en poort. Dus, als het aantal flip flop toeneemt, aantal en gate input ook toeneemt. Dit type flip flop wordt “zonder rimpel carry counter” genoemd. De werking van deze teller is hetzelfde als eerder uitgelegd.

synchrone down teller

we weten dat om een up teller om te zetten in down teller we alleen de positie van de output in flip-flops moeten veranderen. Dus, laten we eens kijken het circuit voor beide soort synchrone down teller.

1. Synchrone neerteller met rimpeldrager

laten we eens kijken naar de logische schakeling voor synchrone neerteller met rimpeldrager.

dus, zoals je kunt zien dat we de output hebben veranderd van ‘ Q ‘output naar’ ~Q ‘ output om down teller te bereiken.

2. Synchrone neer teller zonder rimpel dragen

laten we eens kijken de logische schakeling voor synchrone neer teller zonder rimpel dragen.

dus, zoals je ook in deze teller kunt zien dat we de output hebben veranderd van ‘Q’ output naar ‘~Q’ output om down teller te bereiken.

speciaal type teller

er zijn een speciaal type teller beschikbaar en het zijn “Ring teller” en “Johnson teller”. Laat ze één voor één zien.

Ringteller

dit is een speciaal type synchrone teller. Het is een shift type teller dus het wordt ook wel shift teller genoemd. In deze teller verschuift de data van rechts naar links of Van links naar rechts. Laten we eens kijken naar het logische circuit van de ringteller.

zoals u kunt zien dat de output van laatste flip-flop de input voor eerste flip-flop is, is de output van eerste flip-flop input voor tweede flip-flop enzovoort. Dus data zal verschuiven van links naar rechts. In deze teller is de meest rechtse of meest linkse flip-flop in eerste instantie ingesteld op ‘1’ en alle andere flip-flop wordt gewist. Bij elke klokpuls wordt deze’ 1 ‘ verschoven. Laten we nu de waarheidstafel van de ringteller bekijken.

het tellen van de stap van de ring teller zal zijn 20, 21, 22….2N-1. waarbij N het aantal flip flop is.

FOUT = FCLK/N

Johnson-teller

dit is ook een speciale synchrone teller. We moesten één flip-flop in ring teller vooraf instellen, maar in Johnson teller feedback wordt gegeven vorm “~Q ” output van de laatste flip-flop. We moeten gewoon alle teenslippers opruimen.

zoals u kunt zien dat de output “~Q ” van laatste flip-flop de input voor eerste flip-flop is, is de output van eerste flip-flop input voor tweede flip-flop enzovoort. Dus data zal verschuiven van links naar rechts. In deze teller hoeven we de LSB of MSB flip flop niet in te stellen op ‘1’, we hoeven alleen alle teenslippers te wissen. In eerste instantie klokpuls ‘ 1 ‘die op “~Q3” staat zal worden verschoven en het zal worden opgeslagen in Q0 tot “~Q3” niet’0’ is. Laten we nu de waarheidstafel van Johnson counter bekijken.

Klok	~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

Toepassingen van teller

• het Tellen van digitale pulse
• Frequency division
• Digitale klokken
• Analoog digital converter (ADC))

sommige teller chips (teller IC)

1. 74HC161:- het is een 4 bits synchrone BCD (binair gecodeerd decimaal) teller met asynchrone reset. Het wordt geproduceerd door Texas Instruments (TI).
2. 74HC163: – het is een 4 bit synchrone binaire teller met asynchrone reset en synchrone belasting. Het wordt geproduceerd door Texas Instruments (TI).
3. 74HC191: – het is een 4 bit synchrone binaire op / neer teller met asynchrone reset en synchrone belasting. Het wordt geproduceerd door NXP.
4. 74HC160:- Het is een 4 bit vooraf instelbare synchrone BCD teller met asynchrone reset. Het wordt geproduceerd door NXP.
5. CD4017B: – het is een 4-traps synchrone decade teller met gedecodeerde uitgangen (0-9). Voor meer informatie Klik hier.