Броячите са последователни вериги, чиято функция е да отчитат импулса, честотата и времето на сигнала, използвайки един тактов сигнал. Това е важен компонент на цифрова електроника тъй като цели електронни устройства работят на броячи. Те са проектирани чрез групиране на (подобен или различен) набор от джапанки. Броячите работят в различни режими на модулите, които са представени от броя на състоянията на цикъла. Има два вида броячи , те са синхронен и асинхронен брояч. Синхронният брояч работи въз основа на входния тактов сигнал, а асинхронният брояч е независим от входния тактов сигнал. Синхронният брояч е a регистър за смяна брояч, който допълнително се класифицира като пръстеновиден и усукан тип броячен пръстен.
Какво е Ring Counter?
Определение: Броячът на пръстени е известен също като SISO ( сериен в сериен изход ) брояч на регистъра за смяна, където изходът на тригера е свързан към входа на тригера, който действа като пръстенен брояч. Проектирането на брояча на пръстените може да се извърши с помощта на четири D-джапанки с общ тактов сигнал и заместващ вход могат да бъдат свързани към предварително зададени и ясни.
блок-диаграма-на-пръстен-брояч
От горната диаграма,
1). Броят на използваните състояния е 4 (където няма състояния = брой използвани джапанки).
2). Предварително зададено или изчистване: Основната функция на това е, ако входният тактов сигнал се промени, тогава изходната стойност също се променя.
Връзките се извършват по следния начин
- Един вход е свързан към първата джапанка ff0-Q0,
- Друг вход е свързан с CLR на останалите три джапанки като ff1, ff2, ff3.
Работна теория
Например, нека вземем условие, при което предварително зададено = ‘0000’, тогава изходите, получени при всеки тригер, са както следва. За FF0 изходът при Q0 е „1“, докато при други джапанки като ff, ff2, ff3 (които са свързани, за да се изчисти CLR = 0) изходите, получени при Q1 = Q2 = Q3 = ’0 ′. Това може да се разбере, следвайки таблицата на истината и нейните изходни форми на вълни, получени при изпълнение с помощта на Verilog HDL код в Софтуер Xilinx.
Таблица на истината
ИЛИ | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Q3 |
Нисък пулс | х | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Където
Входове = ORI и CLK
X = Clock може да бъде или положителен, или отрицателен ръб
Изходи = Q0, Q1, Q2, Q3.
От таблицата можем да забележим, че „1“ се премества диагонално от Q0 на Q3 и отново ще се премества обратно към „Q0“. Това показва, че работи като брояч на пръстени.
Програма Verilog HDL за брояч на пръстени
модул dff (q, d, c)
изход q
вход d, c
reg q
първоначална
q = 1’b1
винаги @ (posedge c)
q = d
краен модул
модул dff1 (q, d, clk)
изход q
вход d, clk
reg q
първоначална
q = 1’b0
винаги @ (posedge clk)
q = d
краен модул
модулен пръстен (q, clk)
inout [3: 0] q
вход clk
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
краен модул
Диаграма на времето на брояча на пръстените
Диаграмата за време на брояча на пръстените е показана по-долу.
таймер-диаграма-на-пръстен-брояч
Класификация на броячите на пръстени
Броячите на пръстените се класифицират на две,
Прав тип
Алтернативното име на прав тип е ‘one hot counter’, където изходът от крайния тригер се дава като обратна връзка към входа на стартовия тригер. Където двоичната цифра 0/1 се разпространява под формата на пръстен. Използват се два предварително зададени контролни сигнала (PR) и тактовия сигнал (CLK). Когато PR е свързан с FF 0 и CLR се дава на FF3. По-долу е блок-схемата на 4 етапа брояч на прав пръстен.
прав пръстен-брояч
Таблица на истината на брояч с прав пръстен
таблица на истината от права
Диаграма на времето от прав тип
диаграма на времето-от-прав-тип
Усукан тип
Алтернативното име на усукания тип е превключвател на опашка / ходене / брояч тип Джонсън. Допълненият изход на крайния тригер е обратна връзка към входа на началния тригер. Където потокът от 1 и 0 тече в пръстеновидна форма. Усуканият тип брояч използва два контролни сигнала като CLK и ORI. Където CLK и ORI са общи за всичките четири джапанки. Следва блок-схемата на 4 етапа усукан пръстен тип брояч.
Таблица на истината от усукан тип
ИЛИ | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Q3 |
Нисък пулс | х | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Диаграма на времето от усукан тип
Времевата диаграма на усукания тип е показана по-долу.
timing-diagram-of-johnson-type
Разлика между брояч тип пръстен и брояч тип Джонсън
Следват сравненията между брояча на пръстените и брояча на Джонсън
Пръстен брояч | Джонсън брояч |
| Изходът на последния тригер се дава като вход към стартовия тригер. | Изходът на последния тригер се допълва и се дава като вход за стартиране на тригер. |
| Брой състояния = Брой използвани джапанки | Ако се използва ‘n’ брой джапанки, тогава се изисква ‘2n’ брой състояния. |
| Вход честота = n | Входна честота = f |
| Изходна честота = f / n | Изходна честота = f / 2n |
| Общо неизползвани състояния = (2н- н) | Общо неизползвани състояния = (2н- 2n) |
Предимства
Предимствата са
Недостатъци
Недостатъците са
- От 15 държави се използват 4 състояния
- Не-стартиране.
Приложения
Следват приложенията
- Честотен брояч
- ADC
- Цифрови часовници
- Измервайте таймери и скорост и т.н.
ЧЗВ
1). Колко състояния има в 10-битовия брояч на пръстени?
10 състояния се използват в 10-битовия брояч на пръстени.
2). Какво представлява асинхронният брояч?
Асинхронният брояч работи асинхронно, т.е. е независим от тактовия импулс. Той има 2n - 1 държави.
3). Какво е мод на брояч?
Друго име за мод брояч е модулът брояч. Определя се като броя на състоянията в брояч.
4). Какво имаш предвид под брояча на Джонсън?
Броячът на Джонсън е един вид брояч на пръстени, при който изходът на последния тригер се допълва и обратна връзка към входа на първия тригер. Броят на използваните състояния е 2n.
5). Какво е разделяне на N брояч?
Разделено на N брояч означава разделяне на входната тактова честота на N.
6). Какво имате предвид под регистъра за смяна на SISO?
Регистърът SISOshift е сериен последователен външен регистър, където входните данни и изходните данни се обработват последователно един след друг и резултатът се съхранява в регистъра.
Поради това, брояч е важен компонент на цифровите електрони. Те се класифицират като синхронни (пръстен и усукан тип) и асинхронни броячи. По този начин това е преглед на брояч на пръстени, който използва два контролни сигнала, часовник и предварително зададен. Въз основа на тези сигнали те работят във формат на пръстена, поради което се нарича брояч на пръстени, те допълнително се класифицират като прав и усукан тип. Където всеки брояч има свой собствен дизайн, предимства и недостатъци.
