Circuitos digitales: contadores
En los dos capítulos anteriores, discutimos varios registros de desplazamiento y counters using D flipflops. Ahora, analicemos varios contadores que usan chanclas T. Sabemos que T flip-flop alterna la salida para cada borde positivo de la señal de reloj o para el borde negativo de la señal de reloj.
Un contador binario de 'N' bit consta de 'N' T flip-flops. Si el contador cuenta de 0 a 2 - 1, entonces se llama binario up counter. Del mismo modo, si el contador cuenta atrás desde 2 - 1 a 0, entonces se llama binario down counter.
Hay dos types of counters basado en los flip-flops que están conectados en sincronía o no.
- Contadores asincrónicos
- Contadores síncronos
Contadores asincrónicos
Si los flip-flops no reciben la misma señal de reloj, ese contador se llama como Asynchronous counter. La salida del reloj del sistema se aplica como señal de reloj solo al primer flip-flop. Los flip-flops restantes reciben la señal de reloj de la salida de su flip-flop de la etapa anterior. Por lo tanto, las salidas de todos los flip-flops no cambian (afectan) al mismo tiempo.
Ahora, analicemos los siguientes dos contadores uno por uno.
- Contador progresivo binario asincrónico
- Contador regresivo binario asincrónico
Contador progresivo binario asincrónico
Un contador progresivo binario asíncrono de 'N' bit consta de flip-flops 'N' T. Cuenta de 0 a 2 - 1. El block diagram del contador progresivo binario asíncrono de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
El contador ascendente binario asíncrono de 3 bits contiene tres flip-flops T y la entrada T de todos los flip-flops está conectada a '1'. Todos estos flip-flops se activan por flanco negativo, pero las salidas cambian de forma asincrónica. La señal de reloj se aplica directamente al primer flip-flop T. Entonces, la salida del primer flip-flop Ttoggles por cada flanco negativo de la señal del reloj.
La salida del primer flip-flop T se aplica como señal de reloj para el segundo flip-flop T. Entonces, la salida del segundo flip-flop T cambia para cada borde negativo de la salida del primer flip-flop T. De manera similar, la salida del tercer flip-flop T cambia para cada borde negativo de la salida del segundo flip-flop T, ya que la salida del segundo flip-flop T actúa como la señal de reloj para el tercer flip-flop T.
Suponga que el estado inicial de los flip-flops T desde el extremo derecho al extremo izquierdo es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Aquí, $ Q_ {2} $ y $ Q_ {0} $ son MSB y LSB respectivamente. Podemos entender elworking del contador binario asíncrono de 3 bits de la siguiente tabla.
| No de borde negativo del reloj | Q 0 (LSB) | Q 1 | Q 2 (MSB) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 |
| 7 | 1 | 1 | 1 |
Aquí $ Q_ {0} $ alternó para cada borde negativo de la señal del reloj. $ Q_ {1} $ alternó por cada $ Q_ {0} $ que va de 1 a 0; de lo contrario, permaneció en el estado anterior. De manera similar, $ Q_ {2} $ alternó por cada $ Q_ {1} $ que va de 1 a 0; de lo contrario, permaneció en el estado anterior.
El estado inicial de los flip-flops T en ausencia de señal de reloj es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Esto se incrementa en uno por cada flanco negativo de la señal de reloj y alcanza el valor máximo a 7 º flanco negativo de la señal de reloj. Este patrón se repite cuando se aplican más bordes negativos de la señal de reloj.
Contador regresivo binario asíncrono
Un contador regresivo binario asíncrono bit 'N' consta de flip-flops 'N' T. Cuenta desde 2 - 1 a 0. El block diagram del contador regresivo binario asíncrono de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
El diagrama de bloques del contador progresivo binario asíncrono de 3 bits es similar al diagrama de bloques del contador progresivo binario asíncrono de 3 bits. Pero, la única diferencia es que en lugar de conectar las salidas normales del flip-flop de una etapa como señal de reloj para el flip-flop de la siguiente etapa, conecte elcomplemented outputsdel flip-flop de una etapa como señal de reloj para el flip-flop de la siguiente etapa. La salida complementada va de 1 a 0 es la misma que la salida normal va de 0 a 1.
Suponga que el estado inicial de los flip-flops T desde el extremo derecho al extremo izquierdo es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Aquí, $ Q_ {2} $ y $ Q_ {0} $ son MSB y LSB respectivamente. Podemos entender elworking del contador regresivo binario asíncrono de 3 bits de la siguiente tabla.
| No de borde negativo del reloj | Q 0 (LSB) | Q 1 | Q 2 (MSB) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0 | 1 | 1 |
| 3 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 1 | 1 | 0 |
| 6 | 0 | 1 | 0 |
| 7 | 1 | 0 | 0 |
Aquí $ Q_ {0} $ alternó para cada borde negativo de la señal del reloj. $ Q_ {1} $ alternó por cada $ Q_ {0} $ que va de 0 a 1; de lo contrario, permaneció en el estado anterior. De manera similar, $ Q_ {2} $ alternó por cada $ Q_ {1} $ que va de 0 a 1; de lo contrario, permaneció en el estado anterior.
El estado inicial de los flip-flops T en ausencia de señal de reloj es $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Esto se decrementa en uno por cada flanco negativo de la señal de reloj y alcanza el mismo valor en 8 º flanco negativo de la señal de reloj. Este patrón se repite cuando se aplican más bordes negativos de la señal de reloj.
Contadores síncronos
Si todos los flip-flops reciben la misma señal de reloj, entonces ese contador se llama como Synchronous counter. Por lo tanto, las salidas de todos los flip-flops cambian (afectan) al mismo tiempo.
Ahora, analicemos los siguientes dos contadores uno por uno.
- Contador progresivo binario síncrono
- Contador regresivo binario síncrono
Contador progresivo binario síncrono
Un contador progresivo binario síncrono de 'N' bit consta de flip-flops 'N' T. Cuenta de 0 a 2 - 1. El block diagram del contador progresivo binario síncrono de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
El contador progresivo binario síncrono de 3 bits contiene tres flip-flops T y una puerta AND de 2 entradas. Todos estos flip-flops se activan por flanco negativo y las salidas de los flip-flops cambian (afectan) sincrónicamente. Las entradas T del primer, segundo y tercer flip-flops son 1, $ Q_ {0} $ y $ Q_ {1} Q_ {0} $ respectivamente.
La salida del primer flip-flop T togglespor cada flanco negativo de la señal del reloj. La salida del segundo flip-flop T cambia para cada borde negativo de la señal del reloj si $ Q_ {0} $ es 1. La salida del tercer flip-flop T cambia para cada borde negativo de la señal del reloj si ambos $ Q_ {0} $ & $ Q_ {1} $ son 1.
Contador regresivo binario síncrono
Un contador regresivo binario síncrono de 'N' bit consta de flip-flops 'N' T. Cuenta desde 2 - 1 a 0. El block diagram del contador regresivo binario síncrono de 3 bits se muestra en la siguiente figura.
El contador regresivo binario síncrono de 3 bits contiene tres flip-flops T y una puerta AND de 2 entradas. Todos estos flip-flops se activan por flanco negativo y las salidas de los flip-flops cambian (afectan) sincrónicamente. Las entradas T del primer, segundo y tercer flip-flops son 1, $ {Q_ {0}} '$ &' $ {Q_ {1}} '$$ {Q_ {0}}' $ respectivamente.
La salida del primer flip-flop T togglespor cada flanco negativo de la señal del reloj. La salida del segundo flip-flop T cambia para cada borde negativo de la señal del reloj si $ {Q_ {0}} '$ es 1. La salida del tercer flip-flop T cambia para cada borde negativo de la señal del reloj si ambos $ {Q_ {1}} '$ & $ {Q_ {0}}' $ son 1.