in

Contador sincrónico

En el tutorial anterior hemos aprendido sobre contadores asincrónicos. Aunque se construyen fácilmente, existe un retraso en su funcionamiento.

Los contadores que utilizan la señal de reloj para cambiar su transición se denominan “contadores síncronos”. Esto significa que los contadores síncronos dependen de su entrada de reloj para cambiar los valores de estado. En los contadores síncronos, todos los flip flops están conectados a la misma señal de reloj y todos los flip flops se activarán al mismo tiempo.

Los contadores síncronos también se conocen como ‘contadores simultáneos’. No hay retardo de propagación ni efecto dominó en los contadores síncronos.

Diferentes tipos de contadores síncronos

Hay muchos tipos de contadores síncronos disponibles en electrónica digital. Se enumeran a continuación.

  • Contadores binarios
  • Contador ascendente síncrono de 4 bits
  • Contador ABAJO síncrono de 4 bits
  • Contador ARRIBA / ABAJO síncrono de 4 bits
  • Contadores cargables
  • Contadores BCD
  • Contadores de anillo
  • Contadores Johnson, etc.

Contador ascendente síncrono de 4 bits

El contador ascendente de 4 bits que se muestra en el diagrama a continuación está diseñado utilizando un flip flop JK. El pulso de reloj externo está conectado a todos los flip flops en paralelo.

Para diseñar los contadores, se prefiere el flip flop JK. La importancia de usar el flip flop JK es que puede alternar su estado si ambas entradas son altas, dependiendo del pulso del reloj.

Las entradas del primer flip flop están conectadas a HIGH (lógica 1), lo que hace que el flip flop cambie, por cada pulso de reloj ingresado en él. Por lo tanto, el contador síncrono funcionará con una sola señal de reloj y cambiará su estado con cada pulso.

en el mostradorLa salida del primer flip flop JK (Q) está conectada a la entrada del segundo flip flop. Las puertas AND (que están conectadas externamente) controlan las entradas de otros dos flip flops. Las entradas de estas compuertas Y, se suministran desde las salidas de lip flop de la etapa anterior.

Si las entradas de FF2 están conectadas directamente a la salida Q1 de FF1, el contador no funcionaría correctamente. Esto se debe a que el valor Q1 es alto en la cuenta de 210, esto significa que el flip flop FF2 alternará para el tercer pulso de reloj. Esto da como resultado una operación de recuento incorrecta, da un recuento como 710 en lugar de 410.

Para evitar este problema, se utilizan puertas Y en el lado de entrada de FF2 y FF3. La salida de la puerta AND será alta solo cuando las salidas Q0, Q1 sean altas. Entonces, para el siguiente pulso de reloj, la cuenta será 00012.

De manera similar, el flip flop FF3 alternará para el cuarto pulso de reloj cuando Q0, Q1 y Q2 estén altos. La salida Q3 no se alternará hasta el octavo pulso del reloj y nuevamente permanecerá alta hasta el decimosexto pulso del reloj. Después del decimosexto pulso de reloj, las salidas q de todos los flip flops volverán a 0.

Operación

En el contador ascendente, la secuencia binaria de 4 bits comienza desde 0000 y aumenta hasta 1111. Antes de comprender el funcionamiento del circuito del contador ascendente anterior, conozca JK Flip flop.

En el circuito anterior, las dos entradas del flip flop están conectadas juntas. Entonces, solo hay dos condiciones posibles que pueden ocurrir, es decir, las dos entradas son altas o bajas.

Si las dos entradas son altas, el flip-flop JK cambia y si ambas están bajas, el flip-flop JK recuerda, es decir, permanece en el estado anterior.

Veamos la operación. Aquí el pulso de reloj indica un pulso de reloj activado por flanco.

1.) En el primer pulso de reloj, las salidas de todos los flip flops estarán en 0000.

2.) En el segundo pulso de reloj, como las entradas de J yk están conectadas a la lógica alta, la salida del flip-flop JK (FF0) cambia su estado. Por lo tanto, la salida del primer flip-flop (FF0) cambia su estado para cada pulso de reloj. Esto se puede observar en la secuencia mostrada arriba. El LSB cambia su estado alternativamente. Así produciendo -0001

3.) En el tercer pulso de reloj, el siguiente flip flop (FF1) recibirá sus entradas JK, es decir, (lógica alta) y cambiará su estado. En este estado, FF0 cambiará su estado a 0. Y por lo tanto, la entrada en el FF1 es 0. Por lo tanto, la salida es -0010

4.) De manera similar, en el cuarto pulso de reloj FF1 no cambiará su estado ya que sus entradas están en estado bajo, permanece en su estado anterior. Aunque produce la salida a FF2, no cambiará su estado debido a la presencia de la puerta AND. FF0 cambiará nuevamente su salida al estado lógico alto. Por lo tanto, la salida es 0011.

5.) En el quinto pulso de reloj, FF2 recibe las entradas y cambia su estado. Mientras, FF0 tendrá una lógica baja en su salida y FF1 también tendrá un estado bajo que producirá 0100.

Este proceso continúa hasta 1111. El trabajo se puede explicar en la siguiente tabla. El funcionamiento del contador síncrono mencionado anteriormente se puede dar claramente en la siguiente tabla.

mesa

La siguiente tabla muestra las salidas de 4 flip-flops Q1, Q2, Q3, Q4. El primer flip-flop alterna en cada pulso disparado por flanco. Mientras que el segundo se dispara solo si sus entradas son altas en un pulso de reloj dado. El tercer flip-flop cambia si las dos salidas Q1 y Q2 son altas. De manera similar, Q4 cambiará si los tres Q1, Q2, Q3 son altos.

Después de llegar a cero nuevamente, los tres flip flops cambian a lógica baja, es decir, 0000 y nuevamente comienza el conteo.
El diagrama de tiempos para el contador progresivo se muestra a continuación.

diagrama de tiempo de seq

Contador ABAJO síncrono de 4 bits

El contador regresivo cuenta los números en orden decreciente. Esto es similar a un contador progresivo pero debería disminuir su recuento. Por lo tanto, las entradas del flip-flop JK están conectadas a la Q invertida (Q ‘). El contador regresivo de 4 bits que se muestra en el diagrama de abajo está diseñado usando el flip-flop JK. El mismo pulso de reloj externo está conectado a todas las chanclas.

abajo

Como el contador tiene que hacer una cuenta atrás de la secuencia, inicialmente todas las entradas estarán en estado alto ya que tienen que hacer una cuenta atrás de la secuencia. Comenzará con 1111 y terminará con 0000, similar al contador ascendente.

En el contador descendente, debe recordarse que, el flip flop anterior se alternará solo si el flip flop frontal produce una lógica baja en su salida.

Contador ascendente / descendente síncrono de 4 bits

Los dos contadores anteriores se pueden implementar en un solo contador llamado contador ascendente y descendente, que se puede seleccionar desde su entrada. A continuación se muestra el diseño de mostrador ascendente / descendente con chanclas JK.

arriba abajo

El contador progresivo / regresivo tiene modos de conteo “progresivo” y “regresivo” al tener 2 puertas Y de entrada, que se utilizan para detectar las condiciones de bit adecuadas para la operación de conteo. Las puertas OR se utilizan para combinar las salidas de la puerta AND, de cada flip flop JK.

Proporcionamos una línea de control arriba / abajo que permite que la serie superior o inferior de puertas AND pasen las salidas de los flip flops JK, Q, Q ‘a la siguiente etapa del flip flop, en la disposición en cascada.

Si la línea de control arriba / abajo está configurada en ALTA, entonces las puertas Y superiores están en estado de habilitación y el circuito actúa como contador ARRIBA. Si la línea de control arriba / abajo está configurada en baja, entonces las puertas Y inferiores están en estado de habilitación y el circuito actúa como contador ABAJO.

Aplicaciones de los contadores síncronos

La aplicación más común y conocida de los contadores síncronos es el control de movimiento de la máquina, el proceso en el que los codificadores de eje giratorio convierten los pulsos mecánicos en pulsos eléctricos. Estos pulsos actuarán como entrada de reloj del contador progresivo / regresivo e iniciarán el movimiento del circuito.

04358

Este circuito consta de un fototransistor o sensor de luz y un LED conectado al eje del rotor. Esta disposición está conectada al contador ARRIBA / ABAJO. Cuando la máquina comenzó a moverse, gira el eje del codificador conectando y perturbando (haciendo y rompiendo) el haz de luz entre el sensor de luz y el LED.

Mediante este movimiento, el rotor crea pulsos de reloj para aumentar la cuenta del circuito contador progresivo / regresivo. Entonces, la nota de contador reduce el movimiento del eje y da el valor de cuánta distancia se ha movido el rotor.

Para contar el movimiento del eje del rotor, incrementamos el recuento moviendo el eje en una dirección y disminuimos el recuento moviéndonos en otra dirección. También utilizamos un circuito codificador / decodificador para diferenciar la dirección del movimiento.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

¿Confundido acerca de teléfonos bloqueados o desbloqueados? Pregúntale a Maggie explica

Solución de VMware: Windows no puede encontrar los términos de licencia del software de Microsoft