카운터는 디지털 장치이며 카운터의 출력에는 클럭 펄스 애플리케이션에 따라 미리 정의 된 상태가 포함됩니다. 의 출력 카운터를 사용하여 펄스 수를 세십시오. 일반적으로 카운터는 동기식 카운터 또는 비동기식 카운터가 될 수있는 플립 플롭 배열로 구성됩니다. 동기식 카운터에서는 모든 플립 플롭에 하나의 클럭 i / p 만 제공되는 반면 비동기식 카운터에서는 플립 플롭의 o / p 근처의 시계 신호입니다. 응용 프로그램 마이크로 컨트롤러 정확한 내부 시간 지연 생성 및 펄스 트레인의 주파수와 같은 외부 이벤트를 계산해야합니다. 이러한 이벤트는 디지털 시스템 및 컴퓨터에서 자주 사용됩니다. 이 두 이벤트 모두 소프트웨어 기술로 실행할 수 있지만 계산을위한 소프트웨어 루프는 정확한 결과를 제공하지 못합니다. 약간 더 중요한 기능은 수행되지 않습니다. 이러한 문제는 인터럽트로 사용되는 마이크로 컨트롤러의 타이머와 카운터로 해결할 수 있습니다.
카운터
카운터 유형
카운터는 클럭킹 방식에 따라 여러 유형으로 분류 될 수 있습니다. 그들은
- 비동기 카운터
- 동기식 카운터
- 비동기식 10 년 카운터
- 동기식 10 년 카운터
- 비동기 업다운 카운터
- 동기식 업다운 카운터
이러한 유형의 카운터를 더 잘 이해하기 위해 여기에서 일부 카운터에 대해 설명합니다.
비동기 카운터
2 비트 비동기 카운터의 다이어그램은 다음과 같습니다. 외부 클럭은 FF0 (첫 번째 플립 플롭)의 클럭 i / p에만 연결됩니다. 따라서이 FF는 모든 클럭 펄스의 감소 에지에서 상태를 변경하지만 FF1은 FF0의 Q o / p의 감소 에지에 의해 활성화 될 때만 변경됩니다. FF를 통한 적분 전파 지연으로 인해 i / p 클럭 펄스의 변경과 FF0의 Q o / p의 변경이 정확히 동시에 발생할 수 없습니다. 따라서 FF는 동시에 활성화 될 수 없으므로 비동기 작업이 생성됩니다.
비동기 카운터
편의상 위의 다이어그램에서 Q0, Q1 및 CLK의 변경 사항은 비동기 카운터이지만 동시에 표시됩니다. 실제로 Q0, Q1 및 CLK 변경에 약간의 지연이 있습니다.
일반적으로 모든 CLEAR i / ps는 함께 연결되므로 카운팅이 시작되기 전에 단일 펄스가 모든 FF를 지울 수 있습니다. FF0에 공급되는 클럭 펄스는 물 위의 잔물결과 같은 전파 지연 후 새 카운터를 통해 리플 링되므로 리플 카운터라는 용어가 사용됩니다.
2 비트 리플 카운터의 회로도에는 각각 카운트 값으로 구성된 네 가지 상태가 포함됩니다. 마찬가지로 n 개의 FF가있는 카운터는 2N 상태를 가질 수 있습니다. 카운터의 상태 수를 모드 번호라고합니다. 따라서 2 비트 카운터는 mod-4 카운터입니다.
비동기식 10 년 카운터
이전 카운터에는 2n 상태가 있습니다. 그러나 상태가 2n 미만인 카운터도 가능합니다. 이들은 아니오를 갖도록 설계되었습니다. 모든 상태를 거치기 전에 카운터를 재활용하도록 유도하는 단축 된 시퀀스라고합니다. 시퀀스가 단축 된 카운터의 공통 모듈러스는 10입니다. 10 개 상태가 직렬로 연결된 카운터를 디케 이드 카운터라고합니다. 구현 된 디케 이드 카운터 회로는 다음과 같습니다.
비동기식 10 년 카운터 회로도
카운터가 10이되면 모든 FF가 지워집니다. Q1 & Q3 만 모두 10의 카운트를 디코딩하는 데 사용되며이를 부분 디코딩이라고합니다. 동시에 0-9의 다른 주 중 하나는 Q1 및 Q3이 모두 높습니다. 디케 이드 카운터 테이블 시리즈는 아래와 같습니다.
10 년 카운터의 순서
비동기 업다운 카운터
특정 애플리케이션에서 카운터는 증가 및 감소를 모두 계산할 수 있어야합니다. 아래 회로는 제어 신호 상태에 따라 UP 또는 DOWN을 카운트하는 3 비트 up & down 카운터입니다. UP i / p가 1이고 DOWN i / p가 0 일 때 FF0과 FF1 사이의 NAND 게이트는 플립 플롭 (FF0)의 반전되지 않은 o / p (Q)를 클럭 i / p로 게이트합니다. 플립 플롭 (FF1) 마찬가지로, Flip Flop1의 반전되지 않은 o / p는 다른 NAND 게이트를 통해 flip-flop2의 클럭 i / p로 게이트됩니다. 따라서 카운터가 계산됩니다.
비동기 업다운 카운터 회로도
제어 i / p (UP)가 0이고 DOWN이 1이면 플립 플롭 0 (FF0) 및 플립 플롭 1 (FF)의 반전 된 o / ps가 FF1 및 FF2의 클럭 i / ps에 개별적으로 게이트됩니다. . FF가 처음에 0으로 변경되면 i / p 펄스가 적용됨에 따라 카운터는 아래 시리즈를 거칩니다. 비동기 업다운 카운터는 NAND 게이트에 의해 도입 된 추가 전파 지연으로 인해 UP 카운터 / 다운 카운터보다 느립니다.
비동기 업다운 카운터의 순서
동기식 카운터
이것에 카운터 유형 , 모든 FF의 CLK i / ps가 함께 연결되고 i / p 펄스에 의해 활성화됩니다. 따라서 모든 FF는 즉시 상태를 변경합니다. 아래의 회로도는 3 비트 동기식 카운터입니다. flip-flop0의 입력 J와 K는 HIGH에 연결됩니다. 플립 플롭 1은 플립 플롭 0 (FF0)의 o / p에 연결된 J & K i / ps를 가지고 있으며, 플립 플롭 2 (FF2)의 입력 J & K는 AND 게이트의 o / p에 연결됩니다. flip-flop0 및 flip-flop1의 o / ps에 의해 공급됩니다. FF0 및 FF1의 두 출력이 모두 HIGH 일 때. 네 번째 CLK 펄스의 양의 에지는 FF2가 AND 게이트로 인해 상태를 변경하게합니다.
동기식 카운터 회로도
일련의 3 비트 카운터 테이블은 다음과 같습니다.이 카운터의 가장 큰 장점은 모든 FF가 병렬로 활성화되어 시간 지연이 증가하지 않는다는 것입니다. 따라서이 동기식 카운터의 최대 작동 주파수는 등가 리플 카운터보다 상당히 높습니다.
동기식 카운터의 CLK 펄스
동기식 10 년 카운터
동기식 카운터는 비동기식 카운터와 유사하게 0-9에서 카운트 한 다음 다시 0을 재활용합니다. 이 프로세스는 1010 상태를 0000 상태로 되돌림으로써 수행됩니다. 이것은 아래 회로에 의해 설계 될 수있는 잘린 시퀀스라고합니다.
동기식 10 년 카운터 회로 다이어그램
왼쪽 표의 시리즈에서 우리는
- 각각의 모든 CLK 펄스에 Q0 연결
- Q1은 Q0 = 1 & Q3 = 0 일 때마다 다음 클럭 펄스에서 변경됩니다.
- Q2는 Q0 = Q1 = 1 일 때마다 다음 클록 펄스에서 변경됩니다.
- Q3은 Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (카운트 7)이거나 Q0 = 1 & Q3 = 1 (카운트 9) 일 때마다 다음 CLK 펄스에서 변경됩니다.
동기식 10 년 카운터의 순서
위의 특성은 AND 게이트 또는 OR 게이트 . 이것의 로직 다이어그램은 위 다이어그램에 나와 있습니다.
동기식 업다운 카운터
3 비트 동기 업다운 카운터, 표 형식 및 시리즈가 아래에 나와 있습니다. 이 유형의 카운터에는 특정 시리즈를 통해 카운터의 방향을 제어하는 데 사용되는 비동기식 업다운 카운터와 유사한 업다운 제어 i / p가 있습니다.
동기식 업다운 카운터 회로 다이어그램
일련의 표는
- 업 및 다운 시리즈 모두에 대해 각 CLK 펄스의 Q0 타이
- 업 시리즈에 대해 Q0 = 1이면 다음 CLK 펄스에서 Q1의 상태가 변경됩니다.
- 다운 시리즈에 대해 Q0 = 0이면 다음 CLK 펄스에서 Q1의 상태가 변경됩니다.
- 업 시리즈에 대해 Q0 = Q1 = 1이면 다음 CLK 펄스에서 Q2의 상태가 변경됩니다.
- 다운 시리즈에 대해 Q0 = Q1 = 0이면 다음 CLK 펄스에서 Q2의 상태가 변경됩니다.
동기식 10 년 카운터 시퀀스
위의 특성은 AND 게이트, OR 게이트 및 NOT 게이트에 사용됩니다. 이것의 로직 다이어그램은 위 다이어그램에 나와 있습니다.
카운터의 응용
카운터의 응용은 주로 디지털 시계와 멀티플렉싱에 관련됩니다. 카운터의 가장 좋은 예는 아래에서 설명하는 직렬 데이터 변환 논리에 병렬입니다.
병렬 라인에서 동시에 수행되는 비트 세트를 병렬 데이터라고합니다. 시계열의 단일 라인에서 수행되는 비트 세트를 직렬 데이터라고합니다. 병렬-직렬 데이터 변환은 일반적으로 카운터를 사용하여 데이터의 이진 시리즈를 제공하고 아래 회로에 설명 된대로 MUX의 i / ps를 선택하여 수행됩니다.
병렬-직렬 데이터 변환
위의 회로에서 모듈로 -8 카운터는 데이터에 연결된 Q o / ps로 구성됩니다. 8 비트 MUX . 병렬 데이터의 첫 번째 8 비트 그룹은 MUX의 입력에 적용됩니다. 카운터가 0-7의 이진 시리즈를 거치면 각 비트는 D0으로 시작하고 직렬로 선택되고 MUX를 통해 o / p 라인으로 전달됩니다. 8-CLK 펄스 후 데이터 바이트는 직렬 형식으로 변경되어 전송 라인을 통해 전송됩니다. 그런 다음 카운터는 다시 0으로 다시 처리하고 유사한 프로세스에서 다른 병렬 바이트를 직렬로 다시 변경합니다.
따라서 이것은 비동기 카운터, 동기식 카운터, 비동기식 10 년 카운터, 동기식 10 년 카운터, 비동기식 업다운 카운터 및 동기식 업다운 카운터를 포함하는 카운터 및 카운터 유형에 관한 것입니다. 또한이 주제 또는 8051 마이크로 컨트롤러의 타이머 및 카운터 아래 댓글 섹션에 댓글을 남겨주세요.
