Mens vi nøye observerte produksjonslinjen til glassflasker, som ble pakket som 10 flasker per pakke av maskiner, var det et nysgjerrig spørsmål - hvordan vet maskinen å telle antall flasker? Hva lærer maskinene å telle? Å søke et svar for å løse denne nysgjerrigheten vil føre til en veldig interessant oppfinnelse som heter - “ Counter’s '. Teller er kretsen som teller de anvendte klokkepulsene. Disse er vanligvis designet med flip-flops. Basert på måten klokken brukes på, fungerer deres tellere klassifisert som Synkrone og asynkrone tellere . I denne artikkelen, la oss se på en asynkron teller som er kjent kjent som Ringteller .
Hva er en Ripple Counter?
Før vi hopper til Ripple Counter, la oss bli kjent med vilkårene Synkrone og asynkrone tellere . Teller er kretser laget med flip-flops. Synkron teller, som navnet antyder, har alt flip-flops arbeider synkronisert med klokkepuls så vel som hverandre. Her brukes klokkepuls på hver flip-flop.
Mens i asynkron motklokkepuls bare brukes på den opprinnelige flip-flop hvis verdi vil bli betraktet som LSB. I stedet for klokkepulsen fungerer utgangen fra første flip-flop som en klokkepuls til neste flip flop, hvis utgang brukes som en klokke til den neste i flip-flop og så videre.
Således skjer i asynkron teller etter overgangen til forrige flip flop overgang av neste flip flop, ikke på samme tid som det ses i synkron teller. Her er flip-flops koblet sammen i Master-Slave-arrangement.
Rippelteller: Rippelteller er en asynkron teller. Den fikk navnet sitt fordi klokkepulsen ripper gjennom kretsen. En n-MOD-ringteller inneholder n antall flip-flops, og kretsen kan telle opptil 2n verdier før den tilbakestiller seg til den opprinnelige verdien.
Disse tellerne kan telle på forskjellige måter basert på kretsløpet.
OPP TELLER: Teller verdiene i stigende rekkefølge.
NEDTELLER: Teller verdiene i fallende rekkefølge.
NEDTELLER: En teller som kan telle verdier enten i retning fremover eller motsatt kalles en opp-ned-teller eller reversibel teller.
DIVIDE av N COUNTER: I stedet for en binær, kan vi noen ganger kreve å telle opp til N som er av base 10. Rippelteller som kan telle opp til verdien N som ikke er en kraft på 2 kalles Divide by N counter.
Ripple Counter Circuit Diagram og Timing Diagram
De arbeid av ringtelleren kan best forstås ved hjelp av et eksempel. Basert på antall flip flops som brukes, er det 2-biters, 3-biters, 4-biters ... .. ringteller kan utformes. La oss se på hvordan en 2-bit fungerer binær ringteller å forstå konseptet.
TIL binær teller kan telle opptil 2-bits verdier, dvs. 2-MOD teller kan telle 2to= 4 verdier. Som her n verdi er 2 bruker vi to flip-flops. Mens du velger typen flip-flop, bør du huske at Ripple-tellere bare kan utformes ved hjelp av de flip-flops som har en forutsetning for å veksle som i Flip-flops fra JK og T .
Binær ringteller ved hjelp av JK Flip Flop
Kretsarrangementet til en binær ringteller er som vist i figuren nedenfor. Her to JK-flip-flops J0K0 og J1K1 brukes. JK-innganger fra flip-flops forsynes med høyspenningssignal som holder dem i en tilstand 1. Symbolet for klokkepulsen indikerer en negativ utløst klokkepuls. Fra figuren kan det observeres at utgangen Q0 fra den første flip-flop påføres som en klokkepuls til den andre flip-flop.
Binær ringteller ved hjelp av JK Flip Flop
Her er utgangen Q0 LSB og utgangen Q1 er MSB-biten. Tellerens funksjon kan lett forstås ved å bruke sannhetstabellen til JK flip flop.
| Jn | TILn | Qn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qn 1 0 Qn |
I følge sannhetstabellen, når begge inngangene er 1, vil neste tilstand være komplementet til den forrige tilstanden. Denne tilstanden brukes i flipp flop. Ettersom vi har brukt høy spenning på alle JK-inngangene til flip-flops, er de i tilstanden 1, så de må veksle mellom tilstanden ved den negative enden av klokkepulsen, dvs. ved overgangen 1 til 0 av klokkepulsen. Timingdiagrammet til den binære ringtelleren forklarer klart operasjonen.
Timing Diagram of Binary Ripple Counter
Fra tidsdiagrammet kan vi observere at Q0 bare endrer tilstand under den negative kanten av den påførte klokken. Opprinnelig er flip-flop i tilstand 0. Flip-flop forblir i tilstanden til den påførte klokken går fra 1 til 0. Da JK-verdiene er 1, bør flip-flop veksle. Så den endrer tilstand fra 0 til 1. Prosessen fortsetter for alle klokkens pulser.
Antall inngangspulser | Q1 | Q0 |
| 0 1 to 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
Når vi kommer til den andre flip-flop, blir bølgeformen generert av flip flop 1 gitt som klokkepuls. Så som vi kan se i tidsskjemaet når Q0 går overgang fra 1 til 0, endres tilstanden til Q1. Ta ikke hensyn til klokkepulsen ovenfor, bare følg bølgeformen til Q0. Merk at utgangsverdiene til Q0 betraktes som LSB og Q1 regnes som MSB. Fra tidsdiagrammet kan vi observere at telleren teller verdiene 00,01,10,11 og deretter tilbakestiller seg og starter igjen fra 00,01, ... til klokkepulser blir brukt på J0K0 flip flop.
3-bits ringteller ved hjelp av JK flip-flop - Sannhetstabell / Timing Diagram
I 3-bits ringteller brukes tre flip-flops i kretsen. Da her er n-verdien tre, kan telleren telle opptil 23= 8 verdier, dvs. 000,001,010,011,100,101,110,111. Kretsskjemaet og tidsskjemaet er gitt nedenfor.
Binær ringteller ved hjelp av JK Flip Flop
3 bit Timing Diagram for Ripple Counter
Her er utgangsbølgeformen til Q1 gitt som klokkepuls til flip-flop J2K2. Så når Q1 går fra 1 til 0 overganger, blir tilstanden til Q2 endret. Utgangen fra Q2 er MSB.
Antall pulser | Qto | Q1 | Q0 |
0 1 to 3 4 5 6 7 8 | - 0 0 0 0 1 1 1 1 | - 0 0 1 1 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 0 1 0 1 |
4-bit ringteller ved hjelp av JK Flip flop - kretsdiagram og tidsdiagram
I 4-bits ringteller er n-verdien 4 så 4 JK-flip-flops brukes og telleren kan telle opptil 16 pulser. Under kretsskjema og tidsskjema er gitt sammen med sannhetstabellen.
4 bit ringteller ved hjelp av JK Flip Flop
4-bit timing diagram for krusningsteller
4 bit ringteller ved bruk av D Flip Flop
Når det gjelder å velge en Flip Flop for Ripple-teller, er det viktig at flip-flop skal inneholde en betingelse for bytte av stater. Denne tilstanden er oppfylt av bare T- og JK-flip-flops.
Fra sannhetstabellen til D flip flop , kan det sees tydelig at den ikke inneholder vekslingsbetingelsen. Så når en brukt som Ripple counter D flip flop har startverdi som 1. Når klokkepulsen gjennomgår overgangen fra 1 til 0, bør flip flop endre tilstanden. Men ifølge sannhetstabellen, når D-verdien er 1, forblir den på 1 til D-verdien endres til 0. Så, bølgeformen til D0-flip flop vil alltid forbli 1, noe som ikke er nyttig for telling. Så D-flip flop er ikke vurdert for konstruksjon av Ripple Counters.
Del med N-teller
Rippelteller teller verdier opp til 2n. Så å telle verdier som ikke er krefter på 2 er ikke mulig med kretsene som vi har sett til nå. Men ved modifisering kan vi lage ringteller for å telle verdien som ikke kan uttrykkes som en kraft på 2. En slik teller kalles Del med N-teller .
Tiårsteller
Antall flip flops n som skal brukes i dette designet er valgt på en slik måte at 2n> N der N er telleren for telleren. Sammen med flip flops, blir en tilbakemeldingsport lagt til slik at ved flukt N blir alle flip flops tilbakestilt til null. Denne tilbakemeldingskretsen er ganske enkelt en NAND gate hvis innganger er utgangene Q fra flip-flops hvis utgang Q = 1 ved tellingen N.
La oss se kretsen til en teller der N-verdien er 10. Denne telleren er også kjent som Tiårsteller da det teller opptil 10. Her skal antallet flip flops være 4 på grunn av 24= 16> 10. Og ved en telling av N = 10 vil utgangene Q1 og Q3 være 1. Så disse blir gitt som innganger til NAND-porten. Utgangen fra NAND-porten blir brukt på alle flip-flops og dermed tilbakestilt dem til null.
Ulemper med Ripple Counter
Bæreutbredelsestiden er tiden det tar av en teller for å fullføre sin respons på den gitte inngangspulsen. Som i ringteller er klokkepulsen asynkron, det krever mer tid å fullføre responsen.
Anvendelser av Ripple Counter
Disse tellerne brukes ofte til måling av tid, måling av frekvens, måling av avstand, måling av hastighet, bølgeformgenerering, frekvensdeling, digitale datamaskiner, direkte telling osv ...
Dermed handler dette om kort informasjon om ringteller, arbeidet med binær, 3bit og 4-bit tellerkonstruksjon ved hjelp av JK-Flip Flop sammen med kretsskjema, timing diagram for ringteller og sannhetstabell. Hovedårsaken bak konstruksjonen av ringtelleren med D-Flip Flop, ulemper og anvendelser av Ripple Counter. her er et spørsmål til deg, hva er 8-bit krustteller ?
