- Što je brojač?
- Što je asinkroni?
- Asinkroni brojač
- Asinkroni krnji brojač i brojač desetljeća
- Vremenski dijagram asinkronog brojača desetljeća i njegova tablica istine
- Stvaranje asinkronog brojača, primjera i upotrebljivosti
- Razdjelnici frekvencije
- Prednosti i nedostaci asinkronog brojača
Što je brojač?
Brojač je uređaj koji može brojati bilo koji određeni događaj na temelju broja događaja koji su se dogodili. U digitalnom logičkom sustavu ili računalima, ovaj brojač može brojati i pohranjivati koliko se puta dogodio određeni događaj ili postupak, ovisno o signalu sata. Najčešći tip brojača je sekvencijalni digitalni logički sklop s jednim ulazom takta i više izlaza. Izlazi predstavljaju binarne ili binarno kodirane decimalne brojeve. Svaki impuls takta ili povećava broj ili smanjuje broj.
Što je asinkroni?
Asinkrono znači odsutnost sinkronizacije. Nešto što ne postoji ili se istovremeno događa. U računarskom ili telekomunikacijskom toku, Asinkroni znači upravljanje vremenom operacije slanjem impulsa samo kad je prethodna operacija dovršena, umjesto slanja u redovitim intervalima.
Asinkroni brojač
Sad smo shvatili da je ono što je suprotno i što znači riječ Asinkroni . Asinhroni brojač može računati pomoću asinhronog unosa sata. Brojači se lako mogu izraditi pomoću japanki. Kako brojanje ovisi o signalu takta, u slučaju asinkronog brojača, bitovi za promjenu stanja daju se kao signal sata za naknadne flip-flopove. Te su natikače serijski povezane zajedno, a impuls sata se talasa kroz brojač. Zbog impulsa sata talasa, često se naziva brojač mreškanja. Asinkroni brojač može brojati 2 n - 1 moguća stanja brojanja.
Asinkroni krnji brojač i brojač desetljeća
Kako postoji maksimalni izlazni broj za asinkrone brojače poput MOD-16 s razlučivošću od 4 bita, postoje i mogućnosti korištenja osnovnog asinkronog brojača u konfiguraciji da će stanje brojanja biti manje od njihovog maksimalnog izlaznog broja. Brojači Modulo ili MOD jedna su od tih vrsta brojača. Konfiguracija napravljena na takav način da će se brojač resetirati na nulu na unaprijed konfiguriranoj vrijednosti i ima skraćene sekvence.
Dakle, ako se brojač s određenim brojem rezolucija (n-bitna razlučivost) broji do poziva kao brojač pune sekvence, a s druge strane, ako je brojanje manje od maksimalnog broja, naziva se skraćenim brojačem.
Da bi se dobila prednost asinkronih ulaza u flipflopu, asinkroni skraćeni brojač može se koristiti s kombinacijskom logikom.
Asinkroni brojač Modulo 16 može se modificirati pomoću dodatnih logičkih vrata i može se koristiti na način da će izlaz dati desetljeće (podijeljeno s 10) izlaza brojača, što je korisno za brojanje standardnih decimalnih brojeva ili u aritmetičkim krugovima. Ova vrsta brojača naziva se brojačima desetljeća.
Brojači desetljeća zahtijevaju resetiranje na nulu kada izlaz dosegne decimalnu vrijednost 10.
Ako izbrojimo 0-9 (10 koraka), binarni broj bit će -
| Brojanje brojeva | Binarni broj | Decimalna vrijednost |
| 0 | 0000 | 0 |
| 1 | 0001 | 1 |
| 2 | 0010 | 2 |
| 3 | 0011 | 3 |
| 4 | 0100 | 4 |
| 5 | 0101 | 5 |
| 6 | 0110 | 6 |
| 7 | 0111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
Dakle, kada izlaz dosegne 1001 (BCD = 9), brojač treba resetirati. Da bismo resetirali brojač, moramo vratiti ovo stanje na ulaz za resetiranje. Brojač koji broji 0000 (BCD = 0) do 1001 (BCD = 9), naziva se BCD ili binarno kodiran decimalni brojač.
Vremenski dijagram asinkronog brojača desetljeća i njegova tablica istine
Na gornjoj je slici osnovni asinkroni brojač koji se koristi kao konfiguracija brojača desetljeća pomoću 4 JK japanke i jednog NAND ulaza 74LS10D. Asinhroni brojač broji prema gore na svakom impulsu takta počevši od 0000 (BCD = 0) do 1001 (BCD = 9). Svaki JK flip-flop izlaz daje binarnu znamenku, a binarni izlaz se dovodi u sljedeći sljedeći flip-flop kao ulaz sata. U konačnom izlazu 1001, koji je u decimalnom znaku 9, izlazu D koji je najznačajniji bit i izlazu A koji je najmanje značajan bit, oba su u logici 1. Ova su dva izlaza povezana preko ulaza 74LS10D. Kad se primi sljedeći impuls takta, izlaz 74LS10D vraća stanje s Logic High ili 1 na Logic Low ili 0.
U takvoj situaciji kada 74LS10D promijeni izlaz, flip-flops 74LS73 JK vratit će se u početno stanje kad je izlaz NAND vrata povezan preko ulaza 74LS73 CLEAR. Kad su se japanke resetirale, izlaz od D do A postao je 0000, a izlaz NAND vrata vratio se na Logiku 1. S takvom konfiguracijom, gornji krug prikazan na slici postao je Modulo-10 ili brojač desetljeća.
Tablica istine brojača desetljeća prikazana je u sljedećoj tablici-
| Puls sata | Decimalna vrijednost | Izlaz - D | Izlaz - C | Izlaz - B | Izlaz - A |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 6 | 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 8 | 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Donja slika prikazuje vremenski dijagram i status 4 izlaza na signalu sata. Puls resetiranja također je prikazan na dijagramu.
Stvaranje asinkronog brojača, primjera i upotrebljivosti
Možemo izmijeniti ciklus brojanja za Asinkroni brojač pomoću metode koja se koristi u skraćivanju izlaza brojača. Za ostale cikluse brojanja možemo promijeniti ulaznu vezu preko NAND vrata ili dodati drugu konfiguraciju logičkih vrata.
Kao što smo ranije razgovarali, maksimalni modul koji se može implementirati s n broja japanki je 2 n. U tu svrhu, ako želimo dizajnirati krnji asinkroni brojač, trebali bismo otkriti najmanju snagu od dvije, koja je veća ili jednaka našem željenom modulu.
Primjerice, ako želimo brojati 0 do 56 ili mod - 57 i ponavljati od 0, najveći broj potrebnih japanki je n = 6, što će dati maksimalni modul od 64. Ako odaberemo manji broj japanki, modul neće biti dovoljan za brojanje brojeva od 0 do 56. Ako odaberemo n = 5, maksimalni MOD bit će = 32, što je nedovoljno za brojanje.
Možemo kaskadirati dva ili više 4-bitnih brojača mreškanja i konfigurirati svakog pojedinca kao formacije " podijeljeno sa 16" ili " podijeljeno sa 8" da bismo dobili MOD-128 ili više zadanih brojača.
U segmentu 74LS, 7493 IC moglo bi se konfigurirati na takav način, kao ako 7493 konfiguriramo kao brojač " podijeljeno sa 16 " i kaskadno povežemo još 7493 čipseta kao brojač " podijeljeno sa 8 ", dobit ćemo frekvenciju " podijeliti sa 128" šestar.
Druge IC kao što je 74LS90 nude programibilni brojač valova ili razdjelnik koji se mogu konfigurirati kao dijeljenje sa 2, dijeljenje s 3 ili dijeljenje s 5 ili druge kombinacije.
S druge strane, 74LS390 je još jedan fleksibilan izbor koji se može koristiti za velike podjele brojem od 2 do 50,100 i drugim kombinacijama.
Razdjelnici frekvencije
Jedna od najboljih upotreba asinkronog brojača je njegova upotreba kao razdjelnik frekvencije. Visoku frekvenciju takta možemo smanjiti na korisnu, stabilnu vrijednost puno nižu od stvarne frekvencije takta. Ovo je vrlo korisno u slučaju digitalne elektronike, aplikacija povezanih s vremenom, digitalnih satova, generatora prekida.
Pretpostavimo da koristimo klasični IC tajmer NE555 koji je monostabilni / podesivi multivibrator, radi na 260 kiloherca i stabilnost je +/- 2%. Lako možemo dodati 18-bitni brojač mreškanja " Podijeljeno s 2" i dobiti stabilni izlaz od 1 Hz koji se može koristiti za generiranje 1 sekunde kašnjenja ili 1 sekunde impulsa što je korisno za digitalne satove.
Ovo je jednostavan sklop za dobivanje stabilne frekvencije ili vremena iz nestabilnog izvora dijeljenjem frekvencije pomoću brojača mreškanja. Precizniji kristalni oscilatori mogu proizvesti precizne visoke frekvencije, osim generatora signala.
Prednosti i nedostaci asinkronog brojača
Asinkroni brojači mogu se lako izgraditi pomoću japanki tipa D. Mogu se implementirati pomoću brojača " podijeli s n ", koji nudi mnogo veću fleksibilnost u aplikacijama većim za brojanje, a krnji brojač može proizvesti bilo koji broj modula broja.
No, unatoč tim značajkama, asinkroni brojač nudi neka ograničenja i nedostatke.
Dok se koristi Asinkroni brojač, dodatna ponovna sinkronizacija izlaznih japanki potrebnih za ponovnu sinkronizaciju japanki. Također, za skraćeni broj sekvenci, kada nije jednak, potrebna je dodatna logika povratne sprege.
Pri brojanju velikog broja bitova, zbog lančanog sustava, kašnjenje širenja u slijedećim fazama postalo je preveliko, što je vrlo teško riješiti. U takvoj su situaciji sinkroni brojači brži i pouzdaniji. Postoje i pogreške brojanja u Asinkronom brojaču kada se na njega primijene visoke frekvencije takta.