Sayaç dijital bir cihazdır ve sayacın çıktısı, saat darbesi uygulamalarına göre önceden tanımlanmış bir durumu içerir. Çıktısı sayaç kullanılabilir darbe sayısını sayın. Genel olarak sayaçlar, senkronize sayaç veya asenkron sayaç olabilen bir flip-flop düzenlemesinden oluşur. Senkronize sayaçta, tüm flip-floplara yalnızca bir saat i / p verilirken, asenkron sayaçta, flip flopun o / p'si yakındaki saat sinyalidir. Uygulamaları mikrodenetleyici kesin dahili zaman gecikmesi üretimi ve darbe dizilerinin frekansı gibi dış olayların sayılması gerekir. Bu olaylar genellikle dijital sistemlerde ve bilgisayarlarda kullanılır. Bu olayların her ikisi de yazılım teknikleriyle yürütülebilir, ancak sayım için yazılım döngüleri kesin sonucu vermeyecektir, biraz daha önemli işlevler yapılmaz. Bu sorunlar, kesinti olarak kullanılan mikrodenetleyicilerdeki zamanlayıcılar ve sayaçlarla giderilebilir.
Sayaçlar
Sayaç Türleri
Sayaçlar, saat hızına göre farklı kategorilere ayrılabilir. Onlar
- Eşzamansız Sayaçlar
- Senkron Sayaçlar
- Eşzamansız On Yıl Sayaçları
- Senkron On Yıl Sayaçları
- Eşzamansız Yukarı-Aşağı Sayaçlar
- Senkron Yukarı-Aşağı Sayaçlar
Bu tür sayaçları daha iyi anlamak için, burada bazı sayaçları tartışıyoruz.
Eşzamansız Sayaçlar
2 bitlik bir asenkron sayacın diyagramı aşağıda gösterilmiştir. Dış saat, yalnızca FF0'ın saat i / p'sine (ilk flip-flop) bağlanır. Dolayısıyla bu FF, her saat darbesinin azalan kenarındaki durumu değiştirir, ancak FF1 yalnızca FF0'ın Qo / p'sinin azalan kenarı tarafından etkinleştirildiğinde değişir. Bir FF boyunca integral yayılma gecikmesi nedeniyle, i / p saat darbesinin değişmesi ve FFO'nun Qo / p'sindeki bir değişiklik asla tam olarak aynı anda gerçekleşemez. Bu nedenle, FF'ler eşzamanlı olarak etkinleştirilemez ve eşzamansız bir işlem oluşturur.
Eşzamansız Sayaçlar
Kolaylık sağlamak için, yukarıdaki diyagramda Q0, Q1 ve CLK değişikliklerinin eşzamansız bir sayaç olmasına rağmen eşzamanlı olarak gösterildiğini unutmayın. Aslında, Q0, Q1 ve CLK değişimlerinde küçük bir gecikme var.
Genel olarak, tüm CLEAR i / ps'ler birbirine bağlıdır, bu nedenle sayım başlamadan önce tek bir darbe tüm FF'leri temizleyebilir. FF0'a beslenen saat darbesi, sudaki dalgalanma gibi yayılma gecikmelerinden sonra yeni sayaçlardan dalgalanır, dolayısıyla Dalgalanma Sayacı terimi.
İki bit dalgalanma sayacının devre şeması, her biri bir sayı değerinden oluşan dört farklı durumu içerir. Benzer şekilde, n FF'li bir sayaç 2N durumuna sahip olabilir. Bir sayaçtaki durumların sayısı mod numarası olarak adlandırılır. Bu nedenle, iki bitlik bir sayaç bir mod-4 sayacıdır.
Eşzamansız On Yıl Sayaçları
Önceki sayaçta 2n durumu var. Ancak durumu 2n'den küçük olan sayaçlar da mümkündür. Bunlar, no. Bunlar, tüm durumlarından geçmeden önce sayacı geri dönüşüme yönlendirerek gerçekleştirilen kısaltılmış diziler olarak adlandırılır. Kısaltılmış sıralı sayaçlar için ortak bir modül 10'dur. Serisinde 10 durumlu bir sayaç, on yıllık sayaç olarak adlandırılır. Uygulanan on yıllık sayaç devresi aşağıda verilmiştir.
Asenkron On Yıl Sayaç Devre Şeması
Sayaç ona kadar saydığında, tüm FF'ler silinecektir. Yalnızca Q1 ve Q3'ün her ikisinin de 10'luk sayının kodunu çözmek için kullanıldığına, buna kısmi kod çözme adı verilir. Aynı zamanda, 0-9 arasındaki diğer devletlerden biri hem Q1 hem de Q3'e sahiptir. On yıllık sayaç tablosu serisi aşağıda verilmiştir.
On Yıl Sayacı Sırası
Eşzamansız Yukarı-Aşağı Sayaçlar
Belirli uygulamalarda, bir sayaç hem yukarı hem aşağı sayma kapasitesine sahip olmalıdır. Aşağıdaki devre, kontrol sinyali durumuna göre YUKARI veya AŞAĞI sayan üç bitlik bir yukarı ve aşağı sayaçtır. UP i / p 1'de ve DOWN i / p 0'da olduğunda, FF0 ve FF1 arasındaki NAND geçidi, flip flop'un (FF0) ters çevrilmemiş o / p (Q) saatini i / p saatine geçecektir. flip flop (FF1). Benzer şekilde, Flip Flop1'in ters çevrilmemiş o / p'si, diğer NAND geçidinden flip-flop2'nin saat i / p'sine geçitlenecektir. Bu nedenle sayaç artacaktır.
Asenkron Yukarı-Aşağı Sayaç Devre Şeması
Kontrol i / p (UP) 0'da ve DOWN 1'de olduğunda, flip-flop0 (FF0) ve flip-flop1'in (FF) ters çevrilmiş o / ps değerleri FF1 ve FF2'nin saat i / ps'sine ayrı ayrı geçitlenir. . FF'ler başlangıçta 0'lara değiştirilirse, i / p darbeleri uygulandıkça sayaç aşağıdaki serilerden geçecektir. Bir asenkron yukarı-aşağı sayacının, NAND geçitleri tarafından eklenen ekstra yayılma gecikmesi nedeniyle bir YUKARI sayaç / aşağı sayacından daha yavaş olduğuna dikkat edin.
Eşzamansız Yukarı-Aşağı Sayaç Sırası
Senkron Sayaçlar
Bunda sayaç tipi , tüm FF'lerin CLK i / ps'leri birbirine bağlıdır ve i / p darbeleri ile etkinleştirilir. Böylece, tüm FF'ler durumları anında değiştirir. Aşağıdaki devre şeması, üç bitlik bir senkron sayaçtır. Flip-flop0'ın J ve K girişleri HIGH'a bağlanır. Flip-flop 1'in J & K i / ps'si flip-flop0'ın (FF0) o / p'sine bağlıdır ve flip-flop2'nin (FF2) J ve K girişleri bir AND geçidinin o / p'sine bağlıdır. flip-flop0 ve flip-flop1'in o / ps'leri tarafından beslenir. FF0 ve FF1'in her iki çıkışı YÜKSEK olduğunda. Dördüncü CLK darbesinin pozitif kenarı, FF2'nin AND geçidi nedeniyle durumunu değiştirmesine neden olacaktır.
Senkron Sayıcı Devre Şeması
Üç bitlik sayaç tablosunun serisi aşağıda verilmiştir. Bu sayaçların en büyük avantajı, tüm FF'lerin paralel olarak etkinleştirilmesinden dolayı zaman gecikmesinin artmamasıdır. Bu nedenle, bu senkronize sayacın maksimum çalışma frekansı, eşdeğer dalgalanma sayacından önemli ölçüde daha yüksek olacaktır.
Senkron Sayaçların CLK Darbeleri
Senkron On Yıl Sayaçları
Eşzamanlı sayaç, eşzamansız sayaca benzer şekilde 0-9 arasında sayar ve ardından tekrar sıfıra döner. Bu işlem, 1010 durumlarını 0000 durumuna geri döndürerek yapılır. Bu, aşağıdaki devre tarafından tasarlanabilen kesik dizi olarak adlandırılır.
Senkron On Yıl Sayaç Devre Şeması
Soldaki tablodaki diziden şunu gözlemleyebiliriz:
- Her CLK darbesinde Q0 bağları
- Q1, Q0 = 1 & Q3 = 0 olduğunda her seferinde bir sonraki saat darbesinde değişir.
- Q2, Q0 = Q1 = 1 olduğunda her seferinde bir sonraki saat darbesinde değişir.
- Q3, Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (sayı 7) veya Q0 = 1 & Q3 = 1 (sayı 9) olduğunda sonraki CLK darbesinde her seferinde değişir.
Senkron On Yıl Sayacı Sırası
Yukarıdaki özellikler, VE kapısı veya VEYA kapısı . Bunun mantık şeması yukarıdaki şemada gösterilmektedir.
Senkron Yukarı-Aşağı Sayaçlar
Üç bitlik bir eşzamanlı Yukarı-Aşağı sayacı, tablo biçimi ve serileri aşağıda verilmiştir. Bu tip sayaç, belirli bir dizi boyunca sayacın yönünü kontrol etmek için kullanılan, asenkron yukarı-aşağı sayacına benzer bir yukarı-aşağı kontrol i / p'ye sahiptir.
Senkron Yukarı-Aşağı Sayıcılar Devre Şeması
Tablonun dizisi gösterir
- Hem yukarı hem aşağı seriler için her CLK darbesinde Q0 bağları
- Yukarı serisi için Q0 = 1 olduğunda, Q1'in durumu sonraki CLK darbesinde değişir.
- Aşağı dizi için Q0 = 0 olduğunda, Q1'in durumu bir sonraki CLK darbesinde değişir.
- Yukarı serisi için Q0 = Q1 = 1 olduğunda, Q2'nin durumu sonraki CLK darbesinde değişir.
- Aşağı seriler için Q0 = Q1 = 0 olduğunda, sonraki CLK darbesinde Q2'nin durumu değişir.
Senkron On Yıl Sayaçlarının Sırası
Yukarıdaki özellikler AND geçidi, OR geçidi ve NOT geçidi ile kullanılır. Bunun mantık şeması yukarıdaki şemada gösterilmektedir.
Sayaç Uygulamaları
Sayaçların uygulamaları çoğunlukla dijital saatler ve çoklama ile ilgilidir. Sayacın en iyi örneği, aşağıda tartışılan seri veri dönüştürme mantığına paraleldir.
Paralel hatlarda eşzamanlı olarak çalışan bir dizi bit paralel veri olarak adlandırılır. Bir zaman serisinde tek bir satırda performans gösteren bir dizi bit, seri veri olarak adlandırılır. Paralelden seriye veri dönüşümü, normalde, aşağıdaki devrede açıklandığı gibi, bir MUX'un i / ps'sini seçen bir ikili veri dizisi sağlamak için bir sayaç kullanılarak yapılır.
Paralelden Seri Veriye Dönüştürme
Yukarıdaki devrede, modulo-8 sayacı, verilere bağlı Q o / ps'den oluşur, bir 8 bit MUX . İlk 8 bitlik paralel veri grubu, MUX girişlerine uygulanır. Sayaç 0-7 arası bir ikili diziden geçerken, her bit D0 ile başlar, seri olarak seçilir ve MUX üzerinden o / p hattına geçirilir. 8-CLK darbelerinden sonra, veri baytı seri biçime dönüştürüldü ve iletim hattı üzerinden gönderildi. Ardından, sayaç yeniden 0'a işler ve benzer işlemde başka bir paralel baytı tekrar seri olarak değiştirir.
Bu nedenle, bu, Asenkron Sayaçları, Senkron Sayaçları, Asenkron On Yıl Sayaçlarını, Senkron On Yıl Sayaçlarını, Asenkron Yukarı-Aşağı Sayaçları ve Senkronize Yukarı-Aşağı Sayaçları içeren sayaçlar ve sayaç türleri ile ilgilidir. Ayrıca, bu konuyla ilgili herhangi bir şüpheniz veya 8051 mikro denetleyicide zamanlayıcılar ve sayaçlar lütfen aşağıdaki yorum bölümüne yorum yapın.
