Inleiding tot tellers - soorten tellers

Teller is een digitaal apparaat en de uitvoer van de teller bevat een vooraf gedefinieerde toestand op basis van de klokpulstoepassingen. De output van de teller kan worden gebruikt tel het aantal pulsen. Over het algemeen bestaan ​​tellers uit een flip-flop-opstelling die een synchrone teller of een asynchrone teller kan zijn. In synchrone teller wordt slechts één klok i / p gegeven aan alle flip-flops, terwijl in asynchrone teller de o / p van de flip-flop is het kloksignaal van de dichtstbijzijnde. De toepassingen van de microcontroller moeten worden geteld van externe gebeurtenissen, zoals het exact genereren van interne tijdvertragingen en de frequentie van de pulstreinen. Deze gebeurtenissen worden vaak gebruikt in digitale systemen en computers. Beide gebeurtenissen kunnen worden uitgevoerd door softwaretechnieken, maar softwareloops voor het tellen zullen niet het exacte resultaat geven, iets belangrijkere functies worden niet uitgevoerd. Deze problemen kunnen worden verholpen door timers en tellers in de microcontrollers die als interrupts worden gebruikt.

Tellers

Soorten tellers

Tellers kunnen worden onderverdeeld in verschillende typen op basis van de manier waarop ze worden geklokt. Zij zijn

• Asynchrone tellers
• Synchrone tellers
• Asynchrone decenniumtellers
• Synchrone decenniumtellers
• Asynchrone op-neer tellers
• Synchrone op-neer tellers

Voor een beter begrip van dit soort tellers, bespreken we hier enkele van de tellers.

Asynchrone tellers

Het diagram van een 2-bits asynchrone teller wordt hieronder weergegeven. De externe klok is alleen verbonden met de klok i / p van de FF0 (eerste flip-flop). Dus deze FF verandert de toestand bij de dalende flank van elke klokpuls, maar FF1 verandert alleen wanneer geactiveerd door de dalende flank van de Q o / p van FF0. Vanwege de integrale voortplantingsvertraging door een FF kunnen de verandering van de i / p klokpuls en een verandering van de Q o / p van FF0 nooit op precies hetzelfde moment plaatsvinden. De FF's kunnen dus niet gelijktijdig worden geactiveerd, waardoor een asynchrone bewerking wordt gegenereerd.

Asynchrone tellers

Merk op dat voor het gemak de wijzigingen van Q0, Q1 en CLK in het bovenstaande diagram als gelijktijdig worden weergegeven, ook al is dit een asynchrone teller. Eigenlijk is er een kleine vertraging tussen de veranderingen in Q0, Q1 en CLK.

Over het algemeen zijn alle CLEAR i / ps met elkaar verbonden, dus voordat het tellen begint, kan een enkele puls alle FF's wissen. De klokpuls die in FF0 wordt ingevoerd, wordt door de nieuwe tellers gerimpeld na voortplantingsvertragingen, zoals een rimpel op het water, vandaar de term Ripple Counter.

Het schakelschema van de tweebits-rimpel-teller bevat vier verschillende toestanden, elk bestaande uit een telwaarde. Evenzo kan een teller met n FF's 2N-toestanden hebben. Het aantal toestanden in een teller wordt genoemd als het mod-nummer. Daarom is een twee-bit-teller een mod-4-teller.

Asynchrone decenniumtellers

In de vorige teller hebben 2n staten. Maar tellers met toestanden kleiner dan 2n zijn ook mogelijk. Deze zijn ontworpen om de nr. van staten in hun reeks. Dit worden verkorte sequenties genoemd die worden bereikt door de teller te laten recyclen voordat alle staten worden doorlopen. Een gemeenschappelijke modulus voor tellers met een verkorte reeks is 10. Een teller met 10 toestanden in zijn reeks wordt een decadenteller genoemd. Het geïmplementeerde decadentellercircuit wordt hieronder gegeven.

Asynchrone decenniumteller schakelschema

Als de teller tot tien telt, worden alle FF's gewist. Merk op dat alleen Q1 en Q3 beide worden gebruikt om de telling van 10 te decoderen, dat wordt gedeeltelijke decodering genoemd. Tegelijkertijd heeft een van de andere staten van 0-9 zowel Q1 als Q3 hoog. De serie van de tien jaar tellertafel wordt hieronder gegeven.

Volgorde van de decenniumteller

Asynchrone op-neer tellers

In bepaalde toepassingen moet een teller zowel omhoog als omlaag kunnen tellen. Het onderstaande circuit is een drie-bit up & down-teller, die UP of DOWN telt op basis van de status van het stuursignaal. Wanneer de UP i / p op 1 staat en de DOWN i / p op 0 staat, zal de NIET-EN-poort tussen FF0 en FF1 de niet-geïnverteerde o / p (Q) van flip-flop (FF0) naar de klok i / p sturen van flip-flop (FF1). Evenzo zal de niet-geïnverteerde o / p van Flip Flop1 door de andere NAND-poort worden gepoort naar de klok i / p van flip-flop2. Daarom telt de teller op.

Asynchroon op-neer tellerschakelschema

Zodra de besturing i / p (UP) op 0 staat en DOWN op 1 staat, worden de omgekeerde o / ps van flip-flop0 (FF0) en flip-flop1 (FF) afzonderlijk in de klok i / ps van FF1 en FF2 gepoort . Als de FF's aanvankelijk worden gewijzigd in nullen, zal de teller de onderstaande reeks doorlopen terwijl i / p-pulsen worden toegepast. Merk op dat een asynchrone up-down-teller langzamer is dan een UP-teller / down-teller vanwege een extra voortplantingsvertraging die door de NAND-poorten wordt geïntroduceerd.

Volgorde van de asynchrone op-neer-teller

Synchrone tellers

In deze type tellers zijn de CLK i / ps van alle FF's met elkaar verbonden en worden geactiveerd door de i / p-pulsen. Alle FF's veranderen dus ogenblikkelijk van toestand. Het onderstaande schakelschema is een drie-bits synchrone teller. De ingangen J en K van flip-flop0 zijn met HIGH verbonden. Flip-flop 1 heeft zijn J & K i / ps verbonden met de o / p van flip-flop0 (FF0), en de ingangen J & K van flip-flop2 (FF2) zijn verbonden met de o / p van een EN-poort die wordt gevoed door de o / ps van flip-flop0 en flip-flop1. Wanneer beide uitgangen van FF0 en FF1 HOOG zijn. De positieve flank van de vierde CLK-puls zorgt ervoor dat FF2 zijn toestand verandert vanwege de EN-poort.

Synchroon tellerschakelschema

De serie van de drie-bit tellertabel is hieronder weergegeven. Het grote voordeel van deze tellers is dat er geen oplopende tijdsvertraging is doordat alle FF's parallel worden geactiveerd. De maximale werkfrequentie van deze synchrone teller zal dus aanzienlijk hoger zijn dan die van de equivalente rimpel-teller.

CLK-pulsen van de synchrone tellers

Synchrone decenniumtellers

Synchrone teller telt van 0-9 vergelijkbaar met asynchrone teller en recyclet vervolgens opnieuw nul. Dit proces wordt gedaan door de 1010-staten terug te brengen naar de 0000-status. Dit wordt een afgekapte reeks genoemd, die kan worden ontworpen door het onderstaande circuit.

Synchroon decenniumteller schakelschema

Dat kunnen we zien aan de serie op de linker tafel

• Q0 bindt op elke CLK-puls
• Q1 verandert op de volgende klokpuls elke keer dat Q0 = 1 & Q3 = 0.
• Q2 verandert op de volgende klokpuls elke keer dat Q0 = Q1 = 1.
• Q3 verandert bij de volgende CLK-puls elke keer wanneer Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (tel 7), of wanneer Q0 = 1 & Q3 = 1 (tel 9).

Volgorde van de Synchronous Decade Counter

De bovenstaande kenmerken worden gebruikt met de EN-poort of OF-poort ​Het logicaschema hiervan is weergegeven in het bovenstaande diagram.

Synchrone op-neer tellers

Een drie-bits synchrone Up-Down-teller, tabelvorm en series worden hieronder gegeven. Dit type teller heeft een up-down-bediening i / p vergelijkbaar met een asynchrone up-down-teller, die wordt gebruikt om de richting van de teller door een bepaalde reeks te regelen.

Schakelschema van synchrone op-neer tellers

De serie van de tafel laat zien

• Q0 bindt op elke CLK-puls voor zowel up- als downseries
• Als Q0 = 1 voor de upreeks, dan verandert de toestand van de Q1 bij de volgende CLK-puls.
• Als Q0 = 0 voor de neerwaartse reeks, dan verandert de toestand van de Q1 bij de volgende CLK-puls.
• Als Q0 = Q1 = 1 voor de upreeks, dan verandert de toestand van de Q2 bij de volgende CLK-puls.
• Wanneer Q0 = Q1 = 0 voor de neerwaartse reeks, dan verandert de toestand van de Q2 bij de volgende CLK-puls.

Volgorde van de synchrone decenniumtellers

De bovenstaande kenmerken worden gebruikt met de EN-poort, OF-poort en NIET-poort. Het logicaschema hiervan is weergegeven in het bovenstaande diagram.

Toepassingen van tellers

De toepassingen van de tellers betreffen voornamelijk digitale klokken en multiplexing. Het beste voorbeeld van de teller is parallel aan de seriële dataconversielogica die hieronder wordt besproken.

Een set bits die gelijktijdig op parallelle lijnen werkt, wordt parallelle data genoemd. Een set bits die op een enkele regel in een tijdreeks presteert, wordt seriële data genoemd. De parallel-naar-serieel dataconversie wordt normaal gesproken gedaan door een teller te gebruiken om een ​​binaire reeks van de data te verkrijgen, selecteer i / ps van een MUX, zoals uitgelegd in het onderstaande circuit.

Parallel-naar-seriële dataconversie

In het bovenstaande circuit bestaat de modulo-8-teller uit Q o / ps, die zijn verbonden met de gegevens, selecteer i / ps van een 8-bits MUX ​De eerste 8-bits groep parallelle gegevens wordt op de ingangen van de MUX toegepast. Als de teller een binaire reeks van 0-7 doorloopt, begint elke bit met D0, wordt serieel geselecteerd en door de MUX naar de o / p-lijn geleid. Na 8-CLK-pulsen is de databyte gewijzigd in een serieel formaat en verzonden via de transmissielijn. Vervolgens verwerkt de teller weer terug naar 0 en verandert een andere parallelle byte weer serieel in hetzelfde proces.

Dit gaat dus allemaal over de tellers en soorten tellers, waaronder asynchrone tellers, synchrone tellers, asynchrone decadetellers, synchrone decadetellers, asynchrone op-neer-tellers en synchrone op-neer-tellers. Verder twijfels over dit onderwerp of timers en tellers in 8051 microcontroller geef commentaar in de commentaarsectie hieronder.