디지털 카운터

카운터는 순차 회로입니다. 카운트 펄스에 사용되는 디지털 회로는 알려진 카운터입니다. 카운터는 플립 플롭의 가장 광범위한 응용 프로그램입니다. 클럭 신호가 적용된 플립 플롭 그룹입니다. 카운터는 두 가지 유형이 있습니다.

비동기 또는 리플 카운터.
동기식 카운터.

비동기 또는 리플 카운터

2 비트 리플 업 카운터의 논리 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 토글 (T) 플립 플롭이 사용되고 있습니다. 그러나 J와 K가 로직 1에 영구적으로 연결된 상태에서도 JK 플립 플롭을 사용할 수 있습니다. 외부 클럭은 플립 플롭 A 의 클럭 입력에 적용 되고 Q _A 출력은 다음 플립 플롭의 클럭 입력에 적용됩니다. FF-B.

논리 다이어그램

조작

SN	질환	조작
1	Initially let both the FFs be in the reset state	Q _B Q _A = 처음에는 00
2	After 1st negative clock edge	첫 번째 네거티브 클럭 에지가 적용되 자마자 FF-A가 토글되고 Q _A 는 1이됩니다. Q _A 는 FF-B의 클럭 입력에 연결됩니다. Q _A 가 0에서 1로 변경되었으므로 FF-B에 의해 양의 클럭 에지로 처리됩니다. FF-B는 네거티브 에지 트리거 FF이기 때문에 Q _B 에는 변화가 없습니다 . Q _B Q _A = 첫 번째 클록 펄스 이후 01.
삼	After 2nd negative clock edge	두 번째 네거티브 클럭 에지에 도달하면 FF-A가 다시 토글되고 Q _A = 0입니다. Q _A 의 변화는 FF-B의 음의 클록 에지 역할을합니다. 그래서 그것은 토글되고 Q _B 는 1이 될 것입니다. Q _B Q _A = 두 번째 클럭 펄스 이후 10.
4	After 3rd negative clock edge	세 번째 음의 클럭 에지가 도착하면 FF-A가 다시 토글되고 Q _A 는 0에서 1이됩니다. 이것은 긍정적 인 변화이기 때문에 FF-B는 이에 응답하지 않고 비활성 상태로 유지됩니다. 따라서 Q _B 는 변하지 않고 계속 1과 같습니다. 세 번째 클럭 펄스 후 Q _B Q _A = 11.
5	After 4th negative clock edge	네 번째 네거티브 클럭 에지에 도달하면 FF-A가 다시 토글되고 Q _A 는 0에서 1이됩니다. Q _A의 이러한 음의 변화는 FF-B의 클럭 펄스 역할을합니다. 따라서 Q _B 를 1에서 0 으로 변경하도록 전환됩니다 . 네 번째 클럭 펄스 이후 Q _B Q _A = 00.

진실 테이블

동기식 카운터

"클록"펄스가 카운터의 모든 플립 플롭에 동시에 적용되는 경우 이러한 카운터를 동기식 카운터라고합니다.

2 비트 동기식 업 카운터

FF-A 의 J _A 및 K _A 입력은 논리 1에 연결됩니다. 따라서 FF-A는 토글 플립 플롭으로 작동합니다. J _B 및 K _B 입력은 Q _A에 연결됩니다 .

논리 다이어그램

조작

SN	질환	조작
1	Initially let both the FFs be in the reset state	Q _B Q _A = 처음에는 00.
2	After 1st negative clock edge	첫 번째 네거티브 클럭 에지가 적용되 자마자 FF-A가 토글되고 Q _A 가 0에서 1로 변경됩니다. 그러나 네거티브 클럭 에지를 적용하는 순간 Q _A , J _B = K _B = 0. 따라서 FF-B는 상태를 변경하지 않습니다. 따라서 Q _B 는 0으로 유지됩니다. Q _B Q _A = 첫 번째 클록 펄스 이후 01.
삼	After 2nd negative clock edge	두 번째 네거티브 클럭 에지에 도달하면 FF-A가 다시 토글되고 Q _A 가 1에서 0으로 변경됩니다. 그러나이 순간 Q _A 는 1이었습니다. 따라서 J _B = K _B = 1이고 FF-B가 전환됩니다. 따라서 Q _B 는 0에서 1로 변경됩니다. Q _B Q _A = 두 번째 클럭 펄스 이후 10.
4	After 3rd negative clock edge	세 번째 하강 클럭 에지를 적용하면 FF-A가 0에서 1로 전환되지만 FF-B에 대한 상태 변경은 없습니다. 세 번째 클럭 펄스 후 Q _B Q _A = 11.
5	After 4th negative clock edge	다음 클럭 펄스 를 적용하면 Q _B 도 1에서 0으로 변경되므로 Q _A 는 1에서 0으로 변경됩니다. 네 번째 클럭 펄스 이후 Q _B Q _A = 00.

카운터 분류

계산이 진행되는 방식에 따라 동기식 또는 비동기식 카운터는 다음과 같이 분류됩니다.

업 카운터
다운 카운터
업 / 다운 카운터

UP / DOWN 카운터

업 카운터와 다운 카운터를 결합하여 UP / DOWN 카운터를 얻습니다. 모드 제어 (M) 입력도 제공되어 업 또는 다운 모드를 선택합니다. 업 / 다운 작동을 위해서는 각 플립 플롭 쌍 사이에 조합 회로를 설계하고 사용해야합니다.

업 / 다운 카운터 유형
위 / 아래 리플 카운터
UP / DOWN 동기 카운터

위 / 아래 리플 카운터

UP / DOWN 리플 카운터에서 모든 FF는 토글 모드에서 작동합니다. 따라서 T 플립 플롭 또는 JK 플립 플롭이 사용됩니다. LSB 플립 플롭은 클럭을 직접 수신합니다. 그러나 다른 모든 FF에 대한 클럭은 이전 FF의 (Q = Q bar) 출력에서 얻습니다.

UP counting mode (M=0)− 업 카운팅을 달성하려면 선행 FF의 Q 출력이 다음 단계의 클록에 연결됩니다. 이 모드의 경우 모드 선택 입력 M은 논리 0 (M = 0)에 있습니다.
DOWN counting mode (M=1)− M = 1이면 이전 FF의 Q bar 출력이 다음 FF에 연결됩니다. 이것은 계수 모드에서 카운터를 작동합니다.

예

3 비트 바이너리 업 / 다운 리플 카운터.

3 비트-따라서 3 개의 FF가 필요합니다.
UP / DOWN-따라서 모드 제어 입력이 필수적입니다.
리플 업 카운터의 경우 이전 FF의 Q 출력은 다음 FF의 클록 입력에 연결됩니다.
리플 업 카운터의 경우 이전 FF의 Q 출력은 다음 FF의 클록 입력에 연결됩니다.
리플 다운 카운터의 경우 이전 FF의 Q 바 출력은 다음 FF의 클록 입력에 연결됩니다.
이전 FF의 Q 및 Q bar 출력의 선택이 모드 제어 입력 M에 의해 제어되도록하여 M = 0이면 UP 카운팅을 수행합니다. 따라서 Q를 CLK에 연결하십시오. M = 1이면 DOWN 카운팅. 따라서 Q bar를 CLK에 연결하십시오.

블록 다이어그램

진실 테이블

조작

SN	질환	조작
1	Case 1 − With M = 0 (Up counting mode)	M = 0이고 M bar = 1이면 그림의 AND 게이트 1과 3입니다. AND 게이트 2와 4는 비활성화됩니다. 따라서 Q _A 는 FF-B 의 클록 입력에 연결 되고 Q _B 는 FF-C의 클록 입력에 연결됩니다. 이러한 연결은 일반 업 카운터의 연결과 동일합니다. 따라서 M = 0이면 회로가 업 카운터로 작동합니다.
2	Case 2: With M = 1 (Down counting mode)	M = 1이면 그림의 AND 게이트 2와 4. AND 게이트 1과 3은 비활성화되어 있습니다. 따라서 Q _A 바는 FF-B 의 클럭 입력에 연결 되고 Q _B 바는 FF-C의 클럭 입력에 연결됩니다. 이러한 연결은 다운 카운터를 생성합니다. 따라서 M = 1이면 회로가 다운 카운터로 작동합니다.