- Kas yra skaitiklis?
- Kas yra asinchroninis?
- Asinchroninis skaitiklis
- Asinchroninis sutrumpintas skaitiklis ir dešimtmečio skaitiklis
- Asinchroninio dešimtmečio skaitiklio laiko schema ir jos tiesos lentelė
- Asinchroninio skaitiklio, pavyzdžio ir naudojimo sukūrimas
- Dažnio dalikliai
- Asinchroninio skaitiklio privalumai ir trūkumai
Kas yra skaitiklis?
Skaitiklis yra prietaisas, kuris gali suskaičiuoti bet kurį konkretų įvykį pagal tai, kiek kartų įvyko konkretus įvykis (-iai). Skaitmeninėje logikos sistemoje ar kompiuteriuose šis skaitiklis gali suskaičiuoti ir išsaugoti, kiek kartų įvyko konkretus įvykis ar procesas, atsižvelgiant į laikrodžio signalą. Labiausiai paplitęs skaitiklio tipas yra nuosekli skaitmeninės logikos grandinė su vienu laikrodžio įėjimu ir keliais išėjimais. Išėjimai rodo dvejetainius arba dvejetainius koduotus dešimtainius skaičius. Kiekvienas laikrodžio impulsas arba padidina skaičių, arba sumažina skaičių.
Kas yra asinchroninis?
Asinchroninis reiškia sinchronizavimo nebuvimą. Kažkas, ko nėra arba vyksta tuo pačiu metu. Skaičiuojant ar telekomunikacijų sraute, asinchroninis reiškia kontroliuoti operacijos laiką siunčiant impulsą tik baigus ankstesnę operaciją, o ne siunčiant ją reguliariais intervalais.
Asinchroninis skaitiklis
Dabar supratome, kad kas yra priešinga ir kokia yra žodžio asinchroninis prasmė. Asinchroninis skaitiklis gali skaičiuoti naudodamas asinchroninį laikrodžio įvestį. Skaitliukus galima lengvai pagaminti naudojant šlepetes. Kadangi skaičius priklauso nuo laikrodžio signalo, asinchroninio skaitiklio atveju keičiamieji būsenos bitai pateikiami kaip laikrodžio signalas vėlesniems šnipams. Šie šlepetės yra nuosekliai sujungtos, o laikrodžio impulsas banguoja per skaitiklį. Dėl pulsuojančio laikrodžio pulso jis dažnai vadinamas pulsacijos skaitikliu. Asinchroninis skaitiklis gali suskaičiuoti 2 n - 1 galimas skaičiavimo būsenas.
Asinchroninis sutrumpintas skaitiklis ir dešimtmečio skaitiklis
Kadangi yra didžiausias iš asinchroninių skaitiklių, tokių kaip MOD-16, išvesties skaičius, kurio skiriamoji geba yra 4 bitai, taip pat yra galimybių naudoti pagrindinį asinchroninį skaitiklį konfigūracijoje, kad skaičiavimo būsena bus mažesnė už jų maksimalų išvesties skaičių. Modulo arba MOD skaitikliai yra vienas iš tų skaitiklių tipų. Konfigūracija atlikta taip, kad skaitiklis iš naujo nustatys nulį iš anksto sukonfigūruota verte ir turės sutrumpintas sekas.
Taigi, jei skaitiklis, turintis konkretų skiriamųjų gebų skaičių (n bitų skiriamoji geba), skaičiuojamas iki, yra vadinamas visos sekos skaitikliu, o kita vertus, jei jis yra mažesnis nei didžiausias skaičius, jis vadinamas sutrumpintu skaitikliu.
Norint gauti asinchroninių įvesties pranašumų pranašumą, „Asynchronous Truncated“ skaitiklis gali būti naudojamas kartu su kombinacine logika.
„Modulo 16“ asinchroninį skaitiklį galima modifikuoti naudojant papildomus loginius vartus ir jis gali būti naudojamas taip, kad išvestis gautų dešimtmetį (padalytą iš 10) skaitiklio išvestį, kuri yra naudinga skaičiuojant standartinius dešimtainius skaičius arba aritmetinėse grandinėse. Šio tipo skaitikliai vadinami dešimtmečio skaitikliais.
„Decade Counters“ reikia iš naujo nustatyti nulį, kai išvestis pasiekia dešimtainę vertę.
Jei skaičiuosime 0–9 (10 žingsnių), dvejetainis skaičius bus -
| Skaičių skaičius | Dvejetainis skaičius | Dešimtainė vertė |
| 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 |
Taigi, kai išvestis pasiekia 1001 (BCD = 9), skaitiklį reikia iš naujo nustatyti. Norėdami iš naujo nustatyti skaitiklį, turime grąžinti šią sąlygą į naujo nustatymo įvestį. Skaitiklis, skaičiuojantis nuo 0000 (BCD = 0) iki 1001 (BCD = 9), vadinamas BCD arba dvejetainiu koduotu dešimtainiu skaitikliu.
Asinchroninio dešimtmečio skaitiklio laiko schema ir jos tiesos lentelė
Ankstesniame paveikslėlyje pagrindinis asinchroninis skaitiklis naudojamas kaip dešimtmečio skaitiklio konfigūracija naudojant 4 JK „Flip-Flops“ ir vieną „NAND“ vartą 74LS10D. Asinchroninis skaitiklis skaičiuojamas į viršų kiekvienam laikrodžio impulsui pradedant nuo 0000 (BCD = 0) iki 1001 (BCD = 9). Kiekviena JK „flip-flop“ išvestis pateikia dvejetainį skaitmenį, o dvejetainė išvestis tiekiama į kitą paskesnį „flip-flop“ kaip laikrodžio įvestį. Galutiniame išėjime 1001, kuris yra 9 skaitmuo po kablelio, išėjimas D, kuris yra reikšmingiausias bitas, ir išėjimas A, kuris yra mažiausiai reikšmingas, abu yra logikoje 1. Šie du išėjimai yra prijungti prie 74LS10D įvesties. Kai gaunamas kitas laikrodžio impulsas, 74LS10D išvestis grąžina būseną iš Logic High arba 1 į Logic Low arba 0.
Esant tokiai situacijai, kai 74LS10D pakeis išvestį, 74LS73 JK šlepetės bus atstatytos, kai NAND vartų išvestis bus prijungta prie 74LS73 CLEAR įvesties. Kai šlepetės nustatomos iš naujo, išėjimas nuo D iki A tapo 0000, o NAND vartų išvestis vėl į „Logic 1“. Esant tokiai konfigūracijai, viršutinė grandinė, pavaizduota paveikslėlyje, tapo „Modulo-10“ arba dešimtmečio skaitikliu.
Dešimtmečio skaitiklio lentelė „ Tiesa“ rodoma kitoje lentelėje-
| Laikrodžio pulsas | Dešimtainė vertė | Rezultatas - D. | Išvestis - C. | Rezultatas - B | Rezultatas - 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 |
Žemiau pateiktame paveikslėlyje parodyta laiko schema ir 4 laikrodžio signalo išėjimų būsena. Atstatymo impulsas taip pat parodytas diagramoje.
Asinchroninio skaitiklio, pavyzdžio ir naudojimo sukūrimas
Asinchroninio skaitiklio skaičiavimo ciklą galime modifikuoti taikydami metodą, kuris naudojamas sutrumpinant skaitiklio išvestį. Kitiems skaičiavimo ciklams galime pakeisti įvesties ryšį per NAND vartus arba pridėti kitą loginių vartų konfigūraciją.
Kaip jau aptarėme anksčiau, kad maksimalus modulis gali būti įgyvendintas naudojant n skaičių šlepečių, yra 2 n. Tam, jei norime sukurti sutrumpintą asinchroninį skaitiklį, turėtume išsiaiškinti mažiausią dviejų galingumą, kuris yra didesnis arba lygus norimam mūsų moduliui.
Pvz., Jei norime suskaičiuoti nuo 0 iki 56 arba mod - 57 ir pakartoti nuo 0, didžiausias reikalingų šlepetių skaičius yra n = 6, o tai suteiks didžiausią modulį 64. Jei pasirenkame mažiau šlepetių skaičių, modulio nepakaks skaičiuoti skaičius nuo 0 iki 56. Jei pasirinksime n = 5, maksimalus MOD bus = 32, o tai nepakanka skaičiavimui.
Mes galime pakopuoti du ar daugiau 4 bitų pulsacijos skaitiklį ir sukonfigūruoti kiekvieną atskirą grupę „ padalyti iš 16“ arba „ padalyti iš 8“, kad gautume MOD-128 ar daugiau nurodytą skaitiklį.
Į 74LS segmente, 7493 IC gali būti konfigūruojamas tokiu būdu, pavyzdžiui, jei mes konfigūruoti 7493 kaip " , padalytą iš 16 " prekystalio ir kaskados dar 7493 mikroschemas kaip " , padalytą iš 8 " prekystalio, gausime " atotrūkį iki 128" dažniu daliklis.
Kiti IC, pvz., 74LS90, siūlo programuojamą pulsacijos skaitiklį arba daliklį, kurį taip pat galima sukonfigūruoti kaip padalinti iš 2, padalyti iš 3 arba padalyti iš 5 arba kitus derinius.
Kita vertus, 74LS390 yra dar vienas lankstus pasirinkimas, kurį galima naudoti dideliam dalijimui iš skaičiaus nuo 2 iki 50 100 ir kitiems deriniams.
Dažnio dalikliai
Vienas iš geriausių asinchroninio skaitiklio naudojimo būdų yra jo naudojimas kaip dažnio daliklis. Mes galime sumažinti aukšto laikrodžio dažnį iki tinkamos naudoti stabilios vertės, daug mažesnės už faktinį aukšto dažnio laikrodį. Tai labai naudinga skaitmeninės elektronikos, su laiku susijusių programų, skaitmeninių laikrodžių, pertraukimo šaltinių generatorių atveju.
Tarkime, mes naudojame klasikinį NE555 laikmačio IC, kuris yra monostabilus / stabilus multivibratorius, veikiantis 260 kilohercų dažniu, o stabilumas yra +/- 2%. Mes galime lengvai pridėti „ Padalytą iš 2“ 18 bitų pulsacijos skaitiklį ir gauti 1 Hz stabilų išėjimą, kuris gali būti naudojamas generuoti 1 sekundės vėlavimą arba 1 sekundę impulsą, kuris yra naudingas skaitmeniniams laikrodžiams.
Tai yra paprasta grandinė, sukurianti stabilų dažnį ar laiką iš nestabilaus šaltinio, padalijant dažnį naudojant pulsacijos skaitiklį. Tikslesni kristaliniai osciliatoriai gali gaminti tikslius aukštus dažnius, išskyrus signalo generatorius.
Asinchroninio skaitiklio privalumai ir trūkumai
Asinchroninius skaitiklius galima lengvai pastatyti naudojant D tipo šlepetes. Jie gali būti įgyvendinti naudojant „ padalijimo iš n “ skaitiklio grandinę, kuri suteikia daug daugiau lankstumo didesnėse skaičiavimo diapazone susijusiose programose, o sutrumpintas skaitiklis gali sukurti bet kokį modulio skaičių.
Nepaisant šių savybių, asinchroninis skaitiklis siūlo tam tikrų apribojimų ir trūkumų.
Naudojant asinchroninį skaitiklį, reikia iš naujo sinchronizuoti išvesties šlepetes, reikalingas šlepetėms iš naujo sinchronizuoti. Be to, norint sumažinti sutrumpintų sekų skaičių, reikalinga papildoma grįžtamojo ryšio logika.
Skaičiuojant didelį kiekį bitų, dėl grandinės sistemos, perėjimo iš eilės etapai vėlavo per daug, o to atsikratyti labai sunku. Esant tokiai situacijai, sinchroniniai skaitikliai yra greitesni ir patikimesni. Asinchroniniame skaitiklyje taip pat yra skaičiavimo klaidų, kai visame jame naudojami aukšti laikrodžio dažniai.