Contadores digitales
El contador es un circuito secuencial. Un circuito digital que se utiliza para contar pulsos se conoce como contador. Counter es la aplicación más amplia de chanclas. Es un grupo de flip-flops con una señal de reloj aplicada. Los contadores son de dos tipos.
- Contadores asincrónicos o de ondulación.
- Contadores síncronos.
Contadores asincrónicos o de ondulación
El diagrama lógico de un contador de ondulación ascendente de 2 bits se muestra en la figura. Se está utilizando el flip-flop de palanca (T). Pero también podemos usar el flip-flop JK con J y K conectados permanentemente a la lógica 1. El reloj externo se aplica a la entrada del reloj del flip-flop A y la salida Q A se aplica a la entrada del reloj del siguiente flip-flop, es decir. FF-B.
Diagrama lógico
Operación
| SN | Condición | Operación |
|---|---|---|
| 1 | Initially let both the FFs be in the reset state | Q B Q A = 00 inicialmente |
| 2 | After 1st negative clock edge |
Tan pronto como se aplique el primer flanco negativo del reloj, FF-A cambiará y Q A será igual a 1. Q A está conectado a la entrada de reloj de FF-B. Dado que Q A ha cambiado de 0 a 1, FF-B lo trata como el flanco de reloj positivo. No hay ningún cambio en Q B porque FF-B es un FF activado por flanco negativo. Q B Q A = 01 después del primer pulso de reloj. |
| 3 | After 2nd negative clock edge |
A la llegada del segundo borde negativo del reloj, FF-A cambia de nuevo y Q A = 0. El cambio en Q A actúa como un flanco de reloj negativo para FF-B. Por lo tanto, también cambiará y Q B será 1. Q B Q A = 10 después del segundo pulso de reloj. |
| 4 | After 3rd negative clock edge |
A la llegada del tercer borde negativo del reloj, FF-A cambia de nuevo y Q A se convierte en 1 desde 0. Dado que se trata de un cambio positivo, FF-B no responde y permanece inactivo. Entonces Q B no cambia y sigue siendo igual a 1. Q B Q A = 11 después del tercer pulso de reloj. |
| 5 | After 4th negative clock edge |
A la llegada del cuarto flanco negativo del reloj, FF-A cambia de nuevo y Q A se convierte en 1 desde 0. Este cambio negativo en Q A actúa como pulso de reloj para FF-B. Por lo tanto, cambia para cambiar Q B de 1 a 0. Q B Q A = 00 después del cuarto pulso de reloj. |
Mesa de la verdad
Contadores síncronos
Si los pulsos de "reloj" se aplican a todos los flip-flops en un contador simultáneamente, entonces dicho contador se llama contador síncrono.
Contador progresivo síncrono de 2 bits
Las entradas J A y K A de FF-A están vinculadas a la lógica 1. Por lo tanto, FF-A funcionará como un flip-flop de palanca. Los J B y K B entradas están conectadas a Q A .
Diagrama lógico
Operación
| SN | Condición | Operación |
|---|---|---|
| 1 | Initially let both the FFs be in the reset state | Q B Q A = 00 inicialmente. |
| 2 | After 1st negative clock edge |
Tan pronto como se aplique el primer flanco negativo del reloj, FF-A cambiará y Q A cambiará de 0 a 1. Pero en el instante de aplicación del borde de reloj negativo, Q A , J B = K B = 0. Por lo tanto, FF-B no cambiará su estado. Entonces Q B seguirá siendo 0. Q B Q A = 01 después del primer pulso de reloj. |
| 3 | After 2nd negative clock edge |
A la llegada del segundo borde negativo del reloj, FF-A cambia de nuevo y Q A cambia de 1 a 0. Pero en este instante Q A era 1. Entonces J B = K B = 1 y FF-B cambiará. Por tanto, Q B cambia de 0 a 1. Q B Q A = 10 después del segundo pulso de reloj. |
| 4 | After 3rd negative clock edge |
Al aplicar el tercer flanco descendente del reloj, FF-A cambiará de 0 a 1, pero no hay cambio de estado para FF-B. Q B Q A = 11 después del tercer pulso de reloj. |
| 5 | After 4th negative clock edge |
Al aplicar el siguiente pulso de reloj, Q A cambiará de 1 a 0 ya que Q B también cambiará de 1 a 0. Q B Q A = 00 después del cuarto pulso de reloj. |
Clasificación de contadores
Dependiendo de la forma en que progrese el conteo, los contadores síncronos o asíncronos se clasifican de la siguiente manera:
- Contadores
- Contadores regresivos
- Contadores progresivos / regresivos
Contador ARRIBA / ABAJO
El contador progresivo y el contador regresivo se combinan para obtener un contador ARRIBA / ABAJO. También se proporciona una entrada de control de modo (M) para seleccionar el modo ascendente o descendente. Es necesario diseñar y utilizar un circuito combinatorio entre cada par de flip-flop para lograr la operación arriba / abajo.
- Tipo de contadores progresivos / regresivos
- Contadores de ondulación ARRIBA / ABAJO
- Contador síncrono ARRIBA / ABAJO
Contadores de ondulación ARRIBA / ABAJO
En el contador de ondulación ARRIBA / ABAJO, todos los FF funcionan en el modo de alternancia. Por lo tanto, se deben usar chanclas T o chanclas JK. El flip-flop LSB recibe el reloj directamente. Pero el reloj para cada otro FF se obtiene de la salida (Q = Q bar) del FF anterior.
UP counting mode (M=0)- La salida Q del FF precedente se conecta al reloj de la siguiente etapa si se quiere lograr el conteo progresivo. Para este modo, la entrada de selección de modo M está en 0 lógico (M = 0).
DOWN counting mode (M=1)- Si M = 1, entonces la salida de la barra Q del FF anterior se conecta al siguiente FF. Esto operará el contador en el modo de conteo.
Ejemplo
Contador de ondulación ascendente / descendente binario de 3 bits.
3 bits, por lo que se requieren tres FF.
ARRIBA / ABAJO - Por lo tanto, una entrada de control de modo es esencial.
Para un contador de rizado ascendente, la salida Q del FF anterior se conecta a la entrada de reloj del siguiente.
Para un contador de rizado ascendente, la salida Q del FF anterior se conecta a la entrada de reloj del siguiente.
Para un contador descendente de ondulación, la salida de barra Q del FF anterior se conecta a la entrada de reloj del siguiente.
Deje que la selección de la salida de barra Q y Q del FF precedente sea controlada por la entrada de control de modo M tal que, Si M = 0, el conteo ascendente. Así que conecta Q a CLK. Si M = 1, contando ABAJO. Así que conecta la barra Q a CLK.
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
Operación
| SN | Condición | Operación |
|---|---|---|
| 1 | Case 1 − With M = 0 (Up counting mode) |
Si M = 0 y M bar = 1, entonces las puertas Y 1 y 3 de la fig. se habilitará mientras que las puertas AND 2 y 4 estarán deshabilitadas. Por lo tanto, Q A se conecta a la entrada de reloj de FF-B y Q B se conecta a la entrada de reloj de FF-C. Estas conexiones son las mismas que las del contador progresivo normal. Por tanto, con M = 0, el circuito funciona como un contador progresivo. |
| 2 | Case 2: With M = 1 (Down counting mode) |
Si M = 1, entonces las puertas Y 2 y 4 de la fig. están habilitadas mientras que las puertas AND 1 y 3 están deshabilitadas. Por lo tanto, la barra Q A se conecta a la entrada de reloj de FF-B y la barra Q B se conecta a la entrada de reloj de FF-C. Estas conexiones producirán un contador regresivo. Por tanto, con M = 1, el circuito funciona como un contador regresivo. |
Contador de módulo (contador MOD-N)
El contador de ondulación de 2 bits se denomina contador MOD-4 y el contador de ondulación de 3 bits se denomina contador MOD-8. Entonces, en general, un contador de rizado de n bits se denomina contador módulo-N. Donde, número MOD = 2 n .
Tipo de módulo
- 2 bits hacia arriba o hacia abajo (MOD-4)
- 3 bits hacia arriba o hacia abajo (MOD-8)
- 4 bits hacia arriba o hacia abajo (MOD-16)
Aplicación de contadores
- Contadores de frecuencia
- Reloj digital
- Medida de tiempo
- Convertidor A a D
- Circuitos divisores de frecuencia
- Generador de ondas triangulares digitales.