Kratek opis valovanja z vezjem in časovnimi diagrami

Ob natančnem opazovanju proizvodne linije steklenic, ki so jih stroji pakirali po 10 steklenic na paket, se radovedna vprašanja sprašujejo - Kako stroj zna šteti število steklenic? Kaj uči stroje, kako šteti? Iskanje odgovora za rešitev te radovednosti bo privedlo do zelo zanimivega izuma z imenom - ' Števec Števci so vezje, ki šteje uporabljene urne impulze. Ti so običajno zasnovani z uporabo natikačev. Glede na način uporabe ure za njihovo delovanje so števci razvrščeni kot Sinhroni in asinhroni števci . V tem članku si oglejmo asinhroni števec, ki je znano kot Valovalni števec .

Kaj je Ripple Counter?

Pred skokom na Ripple Counter se seznanimo s pogoji Sinhroni in asinhroni števci . Števci so vezja, narejena z natikači. Sinhroni števec, kot že ime pove, ima vse japonke ki delajo sinhronizirano z impulzom ure, pa tudi drug z drugim. Tu se impulz ure uporabi za vsak flip flop.

Medtem ko se v asinhronem števcu impulz uporablja samo za začetni flip flop, katerega vrednost bi se štela za LSB. Namesto urnega impulza izhod prvega flip-flopa deluje kot urni impulz za naslednji flip-flop, katerega izhod se uporablja kot ura za naslednji v vrsti flip-flop in tako naprej.

Tako pri Asinhronem števcu po prehodu prejšnjega flip flopa pride do prehoda naslednjega flip flopa, ne istočasno, kot je razvidno iz Sinhronega števca. Tu so japonke povezane v dogovoru Master-Slave.

Ripple Counter: Števec valov je asinhroni števec. Ime je dobil, ker se impulz ure valovi skozi vezje. Števec valov n-MOD vsebuje n število natikačev in vezje lahko šteje do 2ⁿ vrednosti, preden se ponastavi na začetno vrednost.

Ti števci lahko štejejo na različne načine glede na njihovo vezje.

ŠTEVELEC UP: Šteje vrednosti v naraščajočem vrstnem redu.
DOL ŠTEVILEC: Šteje vrednosti v padajočem vrstnem redu.
ŠTEVILEC GOR-DOL: Števec, ki lahko šteje vrednosti v smeri naprej ali nazaj, se imenuje števec navzgor ali navzdol.
DIVIDE by N COUNTER: Namesto binarne datoteke lahko včasih zahtevamo, da štejemo do N, ki je osnova 10. Števec valovanj, ki lahko šteje do vrednosti N, ki ni moč 2, se imenuje Delite z N števcem.

Diagram valovanja števca in časovni diagram

The delovanje valovitega števca lahko najbolje razumemo s pomočjo primera. Glede na število uporabljenih japonk lahko oblikujemo 2-bitne, 3-bitne, 4-bitne ... .. števce valovanja. Oglejmo si delovanje 2-bitne različice binarni števec valov razumeti koncept.

TO binarni števec lahko šteje do 2-bitnih vrednosti, tj. Števec 2-MOD lahko šteje 2^dva= 4 vrednosti. Ker je tu n vrednost 2, uporabimo 2 natikači. Pri izbiri vrste natikačev ne smemo pozabiti, da je Ripple števce mogoče načrtovati samo z uporabo tistih natikačev, ki imajo pogoj za preklop kot v Natikači JK in T .

Binarni števec valov z uporabo JK flip flopa

Razpored vezja a binarni števec valov je prikazano na spodnji sliki. Tukaj dva JK japonke Uporabljata se J0K0 in J1K1. JK vhodi natikačev so dobavljeni z visokonapetostnim signalom, ki jih vzdržuje v stanju 1. Simbol za urni impulz označuje negativno sprožen urni impulz. Iz slike je razvidno, da se izhod Q0 prvega flip flopa uporabi kot urni impulz za drugi flip flop.

Binarni števec valov z uporabo JK flip flopa

Tu je izhod Q0 LSB, izhod Q1 pa bit MSB. Delovanje števca lahko enostavno razumemo z uporabo tabele resnic JK flip flopa.

Torej, v skladu s tabelo resnice, ko sta oba vhoda 1, bo naslednje stanje dopolnilo prejšnjemu stanju. Ta pogoj se uporablja pri ripple flip flopu. Ker smo na vse JK vhode natikačev uporabili visoko napetost, so v stanju 1, zato morajo stanje preklopiti na negativnem koncu urnega impulza, tj. na prehodu 1 do 0 urnega impulza. Časovni diagram binarnega števca valov jasno razloži delovanje.

Časovni diagram binarnega števca valovanja

Iz časovnega diagrama lahko opazimo, da se Q0 spreminja stanje samo med negativnim robom uporabljene ure. Sprva je flip flop v stanju 0. Flip-flop ostane v stanju, dokler uporabljena ura ne preide z 1 na 0. Ker so vrednosti JK 1, se mora flip flop preklopiti. Torej spremeni stanje z 0 na 1. Proces se nadaljuje za vse impulze ure.

Pri drugem flip flopu je valovna oblika, ki jo generira flip flop 1, podana kot urni impulz. Kot lahko vidimo na časovnem diagramu, ko Q0 prehaja iz 1 v 0, se stanje Q1 spremeni. Tu ne upoštevajte zgornjega takta, upoštevajte samo valovno obliko Q0. Upoštevajte, da se izhodne vrednosti Q0 štejejo za LSB, Q1 pa kot MSB. Iz časovnega diagrama lahko opazimo, da števec šteje vrednosti 00,01,10,11, se nato ponastavi in ​​začne znova od 00,01, ... dokler se na trikotnik J0K0 ne uporabijo impulzi ure.

3-bitni valovalni števec z uporabo JK flip-flopa - tabela resnic / časovni diagram

V 3-bitnem števcu valovanja se v vezju uporabljajo tri japonke. Ker je tu vrednost 'n' tri, števec lahko šteje do 2^3.= 8 vrednosti, tj. 000,001.010.011.100.101.110.111. Shema vezja in časovni diagram sta podana spodaj.

Binarni števec valov z uporabo JK flip flopa

3-bitni diagram časovnega števca valovanja

Tu je izhodna valovna oblika Q1 podana kot taktni impulz flip flopu J2K2. Ko Q1 preide z 1 na 0 prehoda, se stanje Q2 spremeni. Rezultat Q2 je MSB.

4-bitni števec valov z uporabo JK flip flop - vezalni diagram in časovni diagram

V 4-bitnem valovitem števcu je vrednost n 4, zato se uporabijo 4 JK natikači in števec lahko šteje do 16 impulzov. Spodaj diagram vezja in časovni diagram so podani skupaj s tabelo resnic.

4-bitni valovalni števec z JK flip flopom

4-bitni diagram časovnega števca valovanja

4-bitni valovalni števec z uporabo D natikača

Pri izbiri flip flopa za števec valov, pri čemer je treba upoštevati pomembno točko, mora flip flop vsebovati pogoj za preklapljanje stanj. Ta pogoj izpolnjujejo le natikači T in JK.

Iz tabele resnic D japonka , je jasno razvidno, da ne vsebuje preklopnega stanja. Torej, če ima flip flop uporabljen kot Ripple števec D začetno vrednost 1. Ko se impulz ure spremeni v 1, mora flip flop spremeniti stanje. Toda v skladu s tabelo resnic, ko je vrednost D 1, ostane na 1, dokler se vrednost D ne spremeni na 0. Torej, valovna oblika D0-flip flopa bo vedno ostala 1, kar ni koristno za štetje. Torej, flip flop D ni upoštevan pri gradnji Ripple Counters.

Delite z N števcem

Števec valov šteje vrednosti do 2ⁿ. Torej s štetjem vrednosti, ki niso stopnje 2, ni mogoče vezje kar smo videli do zdaj. Toda s spremembo lahko naredimo števec valov, da štejemo vrednost, ki je ni mogoče izraziti kot moč 2. Tak števec se imenuje Delite z N števcem .

Števec desetletja

Število natikačev n, ki se uporabijo pri tej zasnovi, je izbrano tako, da 2ⁿ> N, kjer je N števec števca. Skupaj z natikači se dodajo povratne informacije, tako da se pri štetju N vse natikače ponastavijo na nič. To povratno vezje je preprosto a Vrata NAND katerih vhodi so izhodi Q tistih japonk, katerih izhod Q = 1 pri štetju N.

Oglejmo si vezje števca, za katerega je vrednost N 10. Ta števec je znan tudi kot Števec desetletij saj šteje do 10. Tu bi moralo biti število natikačev 4 zaradi 2^4.= 16> 10. In pri štetju N = 10 bosta izhoda Q1 in Q3 enaka 1. Torej, ti so podani kot vhodi v vrata NAND. Izhod vrat NAND se uporabi za vse natikače in jih tako ponastavi na nič.

Pomanjkljivosti Ripple Counter

Čas širjenja prenosa je čas, ki ga števec potrebuje za dokončanje odziva na dani vhodni impulz. Tako kot pri števcu valovanja je urni impulz asinhronski, zato potrebuje več časa za dokončanje odziva.

Aplikacije Ripple Counter

Ti števci se pogosto uporabljajo za merjenje časa, merjenje frekvence, merjenje razdalje, merjenje hitrosti, generiranje valovnih oblik, frekvenčno delitev, digitalni računalniki, neposredno štetje itd.

Torej gre za to kratke informacije o števcu valov, delovanje binarnih, 3-bitnih in 4-bitnih števcev z uporabo JK-Flip Flop skupaj z vezjem, časovni diagram števca valovanja in tabela resnic. Glavni razlog za izdelavo valovitega števca z D-Flip Flopom, pomanjkljivosti in aplikacije Ripple Counter. tukaj je vprašanje za vas, kaj je 8-bitni valovalni števec ?