Броячът е цифрово устройство и изходът на брояча включва предварително дефинирано състояние въз основа на приложенията с тактови импулси. Резултатът от брояч може да се използва за пребройте броя на импулсите. Като цяло броячите се състоят от тригер, който може да бъде синхронен брояч или асинхронен брояч. При синхронен брояч, само един часовник i / p се дава на всички джапанки, докато при асинхронен брояч, o / p на джапанката е сигналът на часовника от близкия. Приложенията на микроконтролера нуждае се от преброяване на външни събития като генериране на точно вътрешно време и честота на импулсните влакове. Тези събития често се използват в цифрови системи и компютри. И двете събития могат да бъдат изпълнени чрез софтуерни техники, но софтуерните цикли за преброяване няма да дадат точния резултат, малко по-важни функции не се правят. Тези проблеми могат да бъдат отстранени от таймери и броячи в микроконтролерите, които се използват като прекъсвания.
Броячи
Видове броячи
Броячите могат да бъдат категоризирани в различни типове според начина, по който са тактирани. Те са
- Асинхронни броячи
- Синхронни броячи
- Асинхронни броячи на десетилетието
- Синхронни броячи за десетилетие
- Асинхронни броячи нагоре-надолу
- Синхронни броячи нагоре-надолу
За по-добро разбиране на този тип броячи, тук обсъждаме някои от броячите.
Асинхронни броячи
Диаграмата на 2-битов асинхронен брояч е показана по-долу. Външният часовник е свързан само с часовника i / p на FF0 (първата джапанка). И така, този FF променя състоянието на намаляващия ръб на всеки тактов импулс, но FF1 се променя само когато се активира от намаляващия ръб на Q o / p на FF0. Поради интегралното забавяне на разпространението през FF, промяната на i / p тактовия импулс и промяната на Q o / p на FF0 никога не могат да настъпят точно по едно и също време. Така че FF не могат да бъдат активирани едновременно, генерирайки асинхронна операция.
Асинхронни броячи
Имайте предвид, че за улеснение промените на Q0, Q1 и CLK в горната диаграма са показани като едновременни, въпреки че това е асинхронен брояч. Всъщност има малко забавяне b / n, когато Q0, Q1 и CLK се променят.
По принцип всички CLEAR i / ps са свързани заедно, така че преди да започне броенето, тогава един импулс може да изчисти всички FF. Тактовият импулс, подаван в FF0, се пулсира през новите броячи след закъснения на разпространението, като пулсации във водата, откъдето идва и терминът Ripple Counter.
Схемата на двубитовия брояч на пулсации включва четири различни състояния, всяко от които се състои от стойност на броене. По същия начин броячът с n FF може да има 2N състояния. Броят на състоянията в брояч се нарича негов номер на мод. Следователно двубитовият брояч е mod-4 брояч.
Асинхронни броячи на десетилетието
В предишния брояч има 2n състояния. Но са възможни и броячи със състояния под 2n. Те са проектирани да имат не. Те се наричат съкратени последователности, които се постигат чрез задвижване на брояча за рециклиране, преди да премине през всички негови състояния. Общ модул за броячи със съкратена последователност е 10. Брояч с 10 състояния в неговата серия се нарича десетичен брояч. Реализираната верига за десетилетие е дадена по-долу.
Асинхронна схема на брояча на десетилетието
Когато броячът брои до десет, тогава всички FF ще бъдат изчистени. Забележете, че само Q1 и Q3 се използват и за декодиране на броя 10, което се нарича частично декодиране. В същото време едно от другите състояния от 0-9 има и Q1 и Q3 ще бъде високо. Поредицата от десетилетна таблица е дадена по-долу.
Последователност на брояча на десетилетието
Асинхронни броячи нагоре-надолу
По-специално приложенията, броячът трябва да може да отчита както нагоре, така и надолу. Долната схема е трибитов брояч нагоре и надолу, който отчита НАГОРЕ или НАДОЛУ въз основа на състоянието на контролния сигнал. Когато UP i / p е на 1, а DOWN i / p е на 0, портата NAND между FF0 и FF1 ще прехвърли неинвертирания o / p (Q) на тригера (FF0) в часовника i / p на джапанка (FF1). По същия начин неинвертираният o / p на Flip Flop1 ще бъде затворен през другата NAND порта в часовника i / p на flip-flop2. Следователно броячът ще се брои.
Асинхронна схема на брояча нагоре-надолу
След като контролът i / p (НАГОРЕ) е на 0 и НАДОЛУ е на 1, обърнатите o / ps на джапанки (FF0) и flip-flop1 (FF) се затварят в часовника i / ps на FF1 и FF2 отделно . Ако FFs първоначално се променят на 0, тогава броячът ще премине през долната серия, когато се прилагат i / p импулси. Забележете, че асинхронният брояч нагоре-надолу е по-бавен от брояч UP / down брояч поради допълнително забавяне на разпространението, въведено от NAND портите.
Последователност на асинхронния брояч нагоре-надолу
Синхронни броячи
В това вид броячи , CLK i / ps на всички FF са свързани заедно и се активират от i / p импулсите. И така, всички FF променят състоянията мигновено. Схемата по-долу е трибитов синхронен брояч. Входовете J и K на flip-flop0 са свързани към HIGH. Flip-flop 1 има своите J & K i / ps, свързани към o / p на flip-flop0 (FF0), а входовете J & K на flip-flop2 (FF2) са свързани към o / p на AND порта, който се захранва от o / ps на flip-flop0 и flip-flop1. Когато двата изхода на FF0 и FF1 са ВИСОКИ. Положителният ръб на четвъртия CLK импулс ще накара FF2 да промени състоянието си поради портата AND.
Синхронна схема на брояча
Поредицата от трибитовата таблица на броячите е дадена по-долу. Основното предимство на тези броячи е, че няма нарастващо закъснение във времето, тъй като всички FF се активират паралелно. По този начин, максималната работна честота на този синхронен брояч ще бъде значително по-висока, отколкото за еквивалентния брояч на пулсации.
CLK импулси на синхронните броячи
Синхронни броячи за десетилетие
Синхронният брояч отчита от 0-9 подобно на асинхронния брояч и след това отново рециклира нула. Този процес се извършва чрез връщане на 1010 състояния обратно в състояние 0000. Това се нарича пресечена последователност, която може да бъде проектирана от схемата по-долу.
Синхронна схема на брояча на десетилетието
От поредицата на лявата маса можем да забележим това
- Q0 се връзва на всеки CLK импулс
- Q1 се променя на следващия импулс на часовника всеки път, когато Q0 = 1 и Q3 = 0.
- Q2 се променя на следващия импулс на часовника всеки път, когато Q0 = Q1 = 1.
- Q3 се променя на следващия CLK импулс всеки път, когато Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (брой 7) или когато Q0 = 1 & Q3 = 1 (брой 9).
Последователност на брояча на синхронното десетилетие
Горните характеристики се използват с И порта или ИЛИ порта . Логическата диаграма на това е показана в горната диаграма.
Синхронни броячи нагоре-надолу
Трибитов синхронен брояч нагоре-надолу, таблична форма и серии са дадени по-долу. Този тип брояч има контрола нагоре-надолу i / p, подобен на асинхронния брояч нагоре-надолу, който се използва за управление на посоката на брояча през определена серия.
Диаграма на синхронните броячи нагоре-надолу
Поредицата от таблицата показва
- Q0 се свързва на всеки CLK импулс за серия нагоре и надолу
- Когато Q0 = 1 за серията нагоре, тогава състоянието на Q1 се променя при следващия импулс CLK.
- Когато Q0 = 0 за низходящата серия, тогава състоянието на Q1 се променя при следващия импулс CLK.
- Когато Q0 = Q1 = 1 за серията нагоре, тогава състоянието на Q2 се променя при следващия CLK импулс.
- Когато Q0 = Q1 = 0 за низходящата серия, тогава състоянието на Q2 се променя при следващия CLK импулс.
Последователност на синхронните броячи на десетилетието
Горните характеристики се използват с порта И, ИЛИ порта и НЕ порта. Логическата диаграма на това е показана в горната диаграма.
Приложения на броячи
Приложенията на броячите включват главно цифрови часовници и мултиплексиране. Най-добрият пример за брояча е успореден на серийната логика за преобразуване на данни, обсъдена по-долу.
Набор битове, изпълняващ едновременно паралелни линии, се нарича паралелни данни. Набор от битове, изпълняващ се на един ред във времеви ред, се нарича последователни данни. Преобразуването на паралелни в серийни данни обикновено се извършва чрез използване на брояч, за да се получи двоична поредица от данни, изберете i / ps на MUX, както е обяснено в схемата по-долу.
Преобразуване на паралелни в серийни данни
В горната схема броячът modulo-8 се състои от Q o / ps, които са свързани към данните, изберете i / ps на 8-битов MUX . Първата 8-битова група паралелни данни се прилага към входовете на MUX. Тъй като броячът преминава през двоична поредица от 0-7, всеки бит започва с D0, серийно се избира и преминава през MUX до линията o / p. След 8-CLK импулси, байтът за данни е променен в сериен формат и изпратен през преносната линия. След това броячът се преработва обратно до 0 и променя друг паралелен байт отново последователно в подобен процес.
По този начин става въпрос за броячите и видовете броячи, които включват асинхронни броячи, синхронни броячи, асинхронни броячи на десетилетието, синхронни броячи на десетилетието, асинхронни броячи нагоре-надолу и синхронни броячи нагоре-надолу. Освен това, всякакви съмнения по тази тема или таймери и броячи в микроконтролер 8051 моля, коментирайте в раздела за коментари по-долу.
