Liczniki to układy sekwencyjne, których zadaniem jest zliczanie impulsów, częstotliwości i czasu sygnału za pomocą pojedynczego sygnału zegarowego. Jest to ważny składnik Elektronika cyfrowa ponieważ całe urządzenia elektroniczne działają na licznikach. Są zaprojektowane przez zgrupowanie (podobnego lub innego) zestawu flipflopów. Liczniki działają w różnych trybach modułów, które są reprezentowane przez liczbę stanów cyklu. Istnieją dwa typy plików liczniki , są licznikami synchronicznymi i asynchronicznymi. Licznik synchroniczny działa w oparciu o wejściowy sygnał zegarowy, a licznik asynchroniczny jest niezależny od wejściowego sygnału zegarowego. Licznik synchroniczny to rejestr przesuwny licznik, który jest dalej klasyfikowany jako licznik pierścieniowy i licznik pierścieniowy typu skręcanego.
Co to jest licznik pierścieni?
Definicja: Licznik pierścieni jest również znany jako SISO ( szeregowe wyjście szeregowe ) licznik rejestru przesuwnego, w którym wyjście przerzutnika jest połączone z wejściem przerzutnika pełniącego rolę licznika pierścieniowego. Projektowanie licznika pierścieniowego można wykonać za pomocą czterech Japonki typu D. ze wspólnym sygnałem zegarowym i wejściem nadrzędnym można podłączyć do wstępnie ustawionego i wyczyszczonego.
schemat blokowy licznika pierścieni
Z powyższego schematu,
1). Liczba używanych stanów wynosi 4 (gdzie liczba stanów = liczba używanych przerzutników).
2). Pre-set or Clear: Główną funkcją tego jest to, że zmiana wejściowego sygnału zegara powoduje również zmianę wartości wyjściowej.
Połączenia są wykonane w następujący sposób
- Jedno wejście jest podłączone do pierwszego przerzutnika ff0-Q0,
- Kolejne wejście jest podłączone do CLR pozostałych trzech przerzutników, takich jak ff1, ff2, ff3.
Teoria pracy
Na przykład weźmy warunek, w którym wstępnie ustawione = „0000”, a następnie wyniki uzyskane na każdym przerzutniku są następujące. Dla FF0 wyjście na Q0 wynosi „1”, podczas gdy w innych przerzutnikach, takich jak ff, ff2, ff3 (które są połączone w celu wyczyszczenia, gdzie CLR = 0) wyjścia otrzymane przy Q1 = Q2 = Q3 = „0”. Można to zrozumieć, postępując zgodnie z tabelą prawdy i jej przebiegami wyjściowymi uzyskanymi podczas wykonywania kodu Verilog HDL w formacie Oprogramowanie Xilinx.
Tabela prawdy
LUB | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Pytanie 3 |
Niski puls | X | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Gdzie
Wejścia = ORI i CLK
X = Zegar może być zboczem dodatnim lub ujemnym
Wyjścia = Q0, Q1, Q2, Q3.
Z tabeli możemy zauważyć, że „1” jest przesunięte po przekątnej z Q0 do Q3 i ponownie przesunie się z powrotem do „Q0”. To pokazuje, że działa jak licznik pierścieni.
Program Verilog HDL dla licznika dzwonków
moduł dff (q, d, c)
wyjście q
wejście d, c
reg q
Inicjał
q = 1’b1
zawsze @ (pozedge c)
q = d
moduł końcowy
moduł dff1 (q, d, clk)
wyjście q
wejście d, clk
reg q
Inicjał
q = 1’b0
zawsze @ (pozedge clk)
q = d
endmodule
pierścień modułu (q, clk)
inout [3: 0] q
clk wejścia
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
moduł końcowy
Diagram czasowy licznika pierścieni
Schemat czasowy licznika pierścieni pokazano poniżej.
schemat-czasowy-licznika-pierścieniowego
Klasyfikacja liczników pierścieni
Liczniki pierścieni są podzielone na dwie części:
Typ prosty
Alternatywną nazwą typu strita jest „jeden gorący licznik”, w którym sygnał wyjściowy kończącego przerzutnika jest podawany jako informacja zwrotna na wejściu rozpoczynającego przerzutnika. Gdzie cyfra binarna 0/1 jest podawana w formie pierścienia. Używane są dwa sygnały sterujące Pre-set (PR) i sygnał zegarowy (CLK). Gdzie PR jest podłączony do FF 0, a CLR jest przypisany do FF3. Poniżej przedstawiono schemat blokowy 4-stopniowego prostego licznika pierścieniowego.
licznik pierścieniowy prosty
Tabela prawdy licznika z prostym pierścieniem
tabela prawdy typu prostego
Diagram czasowy typu prostego
diagram czasowy typu prostego
Typ skręcony
Alternatywną nazwą typu skręconego jest licznik typu switch tail / walking / Johnson. Uzupełnieniem wyjścia kończącego przerzutnika jest sprzężenie zwrotne z wejściem początkowego przerzutnika. Gdzie strumień jedynek i zera płynie w formie pierścienia. Licznik typu twisted wykorzystuje dwa sygnały sterujące, takie jak CLK i ORI. Gdzie CLK i ORI są wspólne dla wszystkich czterech klapek. Poniżej przedstawiono schemat blokowy 4-stopniowego skręcanego licznika pierścieniowego.
Tabela prawdy typu skręconego
LUB | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Pytanie 3 |
Niski puls | X | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Diagram czasowy typu skręconego
Schemat czasowy typu skręcanego pokazano poniżej.
schemat-czasowy-typu-Johnson
Różnica między licznikiem pierścieniowym a licznikiem Johnsona
Poniżej przedstawiono porównanie licznika pierścieni i licznika Johnsona
Licznik dzwonków | Johnson Counter |
| Wynik ostatniego przerzutnika jest podawany jako wejście do uruchomienia przerzutnika. | Wyjście ostatniego przerzutnika jest uzupełniane i podawane jako wejście do uruchomienia przerzutnika. |
| Liczba stanów = liczba użytych klapek | Jeśli użyto „n” liczby przerzutników, wymagana jest liczba „2n” stanów. |
| Wejście częstotliwość = n | Częstotliwość wejściowa = f |
| Częstotliwość wyjściowa = f / n | Częstotliwość wyjściowa = f / 2n |
| Łączna liczba niewykorzystanych stanów = (2n- n) | Łączna liczba niewykorzystanych stanów = (2n- 2n) |
Zalety
Zalety są
Niedogodności
Wady są
- Z 15 stanów 4 stany są używane
- Nie uruchamia się samoczynnie.
Aplikacje
Poniżej przedstawiono aplikacje
- Licznik częstotliwości
- ADC
- Zegary cyfrowe
- Mierz timery i tempo, itp.
FAQ's
1). Ile stanów znajduje się w 10-bitowym liczniku pierścieni?
W 10-bitowym liczniku pierścieni używanych jest 10 stanów.
2). Co to jest licznik asynchroniczny?
Licznik asynchroniczny działa asynchronicznie, czyli jest niezależny od impulsu zegara. Ma stany 2n - 1.
3). Co to jest mod licznika?
Inną nazwą licznika modów jest licznik Modulus. Jest definiowany jako liczba stanów w liczniku.
4). Co masz na myśli przez licznik Johnsona?
Licznik Johnsona jest jednym z rodzajów liczników pierścieniowych, w których wyjście ostatniego przerzutnika jest uzupełniane i sprzężone z wejściem pierwszego przerzutnika. Liczba używanych stanów to 2n.
5). Co to jest dzielenie przez N?
Dzielenie przez licznik N oznacza podział częstotliwości zegara wejściowego przez N.
6). Co masz na myśli mówiąc o rejestrze przesuwnym SISO?
Rejestr SISOshift jest szeregowym rejestrem, w którym dane wejściowe i wyjściowe są przetwarzane szeregowo jeden po drugim, a wynik jest przechowywany w rejestrze.
A zatem, licznik jest ważnym składnikiem elektronów cyfrowych. Są one klasyfikowane jako liczniki synchroniczne (pierścieniowe i skręcane) i asynchroniczne. Tak więc jest to przegląd licznika pierścieniowego, który wykorzystuje dwa sygnały sterujące, zegar i ustawienie wstępne. Na podstawie tych sygnałów działają one w formacie pierścieniowym, dlatego nazywa się je licznikiem pierścieniowym, a ponadto są klasyfikowane jako typ prosty i skręcony. Gdzie każdy licznik ma swój własny projekt, zalety i wady.
