Mạch kỹ thuật số - Bộ đếm
Trong hai chương trước, chúng ta đã thảo luận về các thanh ghi dịch chuyển khác nhau & counters using D flipflops. Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về các bộ đếm khác nhau sử dụng dép xỏ ngón T. Chúng ta biết rằng flip-flop T chuyển đổi đầu ra cho mọi cạnh dương của tín hiệu đồng hồ hoặc cho cạnh âm của tín hiệu đồng hồ.
Bộ đếm nhị phân bit 'N' bao gồm các flip-flops 'N' T. Nếu bộ đếm đếm từ 0 đến 2 - 1, sau đó nó được gọi là nhị phân up counter. Tương tự, nếu bộ đếm đếm ngược từ 2 - 1 đến 0, sau đó nó được gọi là nhị phân down counter.
Có hai types of counters dựa trên flip-flops có được kết nối đồng bộ hay không.
- Bộ đếm không đồng bộ
- Bộ đếm đồng bộ
Bộ đếm không đồng bộ
Nếu flip-flops không nhận được cùng một tín hiệu đồng hồ, thì bộ đếm đó được gọi là Asynchronous counter. Đầu ra của đồng hồ hệ thống chỉ được áp dụng làm tín hiệu đồng hồ cho lần lật đầu tiên. Các flip-flop còn lại nhận tín hiệu đồng hồ từ đầu ra của flip-flop giai đoạn trước của nó. Do đó, kết quả đầu ra của tất cả các flip-flop không thay đổi (ảnh hưởng) cùng một lúc.
Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về hai bộ đếm sau đây.
- Bộ đếm lên nhị phân không đồng bộ
- Bộ đếm xuống nhị phân không đồng bộ
Bộ đếm lên nhị phân không đồng bộ
Bộ đếm lên nhị phân không đồng bộ bit 'N' bao gồm các flip-flops 'N' T. Nó được tính từ 0 đến 2 - 1. Sự block diagram của bộ đếm lên nhị phân không đồng bộ 3 bit được hiển thị trong hình sau.
Bộ đếm lên nhị phân không đồng bộ 3 bit chứa ba flip-flop T và đầu vào T của tất cả các flip-flop được kết nối với '1'. Tất cả các flip-flops này đều được kích hoạt cạnh âm nhưng các đầu ra thay đổi không đồng bộ. Tín hiệu đồng hồ được đưa trực tiếp vào con lật đật T đầu tiên. Vì vậy, đầu ra của lật đầu tiên Ttoggles cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ.
Đầu ra của ván lật T đầu tiên được áp dụng làm tín hiệu đồng hồ cho ván lật T thứ hai. Vì vậy, đầu ra của lật lật T thứ hai chuyển đổi cho mọi cạnh âm của đầu ra của lật lật T đầu tiên. Tương tự, đầu ra của con lật thứ ba T sẽ chuyển đổi cho mọi cạnh âm của đầu ra của con lật thứ T thứ hai, vì đầu ra của con lật thứ T thứ hai hoạt động như tín hiệu đồng hồ cho con lật thứ ba.
Giả sử trạng thái ban đầu của T flip-flops từ ngoài cùng bên phải sang ngoài cùng bên trái là $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Ở đây, $ Q_ {2} $ & $ Q_ {0} $ lần lượt là MSB & LSB. Chúng tôi có thể hiểuworking của bộ đếm nhị phân không đồng bộ 3 bit từ bảng sau.
| Không có cạnh âm của Đồng hồ | Q 0 (LSB) | Q 1 | Q 2 (MSB) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 0 |
| 4 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 |
| 7 | 1 | 1 | 1 |
Đây $ Q_ {0} $ đã chuyển đổi cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ. $ Q_ {1} $ được chuyển đổi cho mỗi $ Q_ {0} $ từ 1 đến 0, nếu không thì vẫn ở trạng thái trước đó. Tương tự, $ Q_ {2} $ được chuyển đổi cho mỗi $ Q_ {1} $ đi từ 1 đến 0, nếu không thì vẫn ở trạng thái trước đó.
Trạng thái ban đầu của flip-flops T khi không có tín hiệu đồng hồ là $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Giá trị này được tăng thêm một cho mỗi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ và đạt đến giá trị lớn nhất ở cạnh âm thứ 7 của tín hiệu đồng hồ. Mô hình này lặp lại khi các cạnh âm của tín hiệu đồng hồ được áp dụng.
Bộ đếm xuống nhị phân không đồng bộ
Bộ đếm xuống nhị phân không đồng bộ bit 'N' bao gồm các flip-flops 'N' T. Nó được tính từ 2 - 1 đến 0. block diagram của bộ đếm xuống nhị phân không đồng bộ 3 bit được hiển thị trong hình sau.
Sơ đồ khối của bộ đếm xuống nhị phân không đồng bộ 3 bit tương tự như sơ đồ khối của bộ đếm lên nhị phân không đồng bộ 3 bit. Nhưng, sự khác biệt duy nhất là thay vì kết nối các đầu ra bình thường của một flip-flop một giai đoạn làm tín hiệu đồng hồ cho flip-flop giai đoạn tiếp theo, hãy kết nốicomplemented outputscủa một lần lật màn như tín hiệu đồng hồ cho lần lật màn tiếp theo. Đầu ra bổ sung đi từ 1 đến 0 giống như đầu ra bình thường đi từ 0 đến 1.
Giả sử trạng thái ban đầu của T flip-flops từ ngoài cùng bên phải sang ngoài cùng bên trái là $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Ở đây, $ Q_ {2} $ & $ Q_ {0} $ lần lượt là MSB & LSB. Chúng tôi có thể hiểuworking của bộ đếm xuống nhị phân không đồng bộ 3 bit từ bảng sau.
| Không có cạnh âm của Đồng hồ | Q 0 (LSB) | Q 1 | Q 2 (MSB) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0 | 1 | 1 |
| 3 | 1 | 0 | 1 |
| 4 | 0 | 0 | 1 |
| 5 | 1 | 1 | 0 |
| 6 | 0 | 1 | 0 |
| 7 | 1 | 0 | 0 |
Đây $ Q_ {0} $ đã chuyển đổi cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ. $ Q_ {1} $ được chuyển đổi cho mỗi $ Q_ {0} $ từ 0 đến 1, nếu không thì vẫn ở trạng thái trước đó. Tương tự, $ Q_ {2} $ được chuyển đổi cho mỗi $ Q_ {1} $ đi từ 0 đến 1, nếu không thì vẫn ở trạng thái trước đó.
Trạng thái ban đầu của flip-flops T khi không có tín hiệu đồng hồ là $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Điều này được giảm đi một đối với mỗi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ và đạt đến cùng giá trị tại cạnh âm thứ 8 của tín hiệu đồng hồ. Mô hình này lặp lại khi các cạnh âm của tín hiệu đồng hồ được áp dụng.
Bộ đếm đồng bộ
Nếu tất cả các flip-flops nhận được cùng một tín hiệu đồng hồ, thì bộ đếm đó được gọi là Synchronous counter. Do đó, kết quả đầu ra của tất cả flip-flops thay đổi (ảnh hưởng) cùng một lúc.
Bây giờ, chúng ta hãy thảo luận về hai bộ đếm sau đây.
- Bộ đếm lên nhị phân đồng bộ
- Bộ đếm xuống nhị phân đồng bộ
Bộ đếm lên nhị phân đồng bộ
Bộ đếm lên nhị phân đồng bộ 'N' bit bao gồm các flip-flops 'N' T. Nó được tính từ 0 đến 2 - 1. Sự block diagram bộ đếm lên nhị phân đồng bộ 3-bit được hiển thị trong hình sau.
Bộ đếm lên nhị phân đồng bộ 3 bit chứa ba flip-flops T & một cổng AND 2 đầu vào. Tất cả các flip-flops này đều được kích hoạt cạnh âm và đầu ra của flip-flops thay đổi (ảnh hưởng) một cách đồng bộ. Đầu vào T của flip-flop thứ nhất, thứ hai và thứ ba lần lượt là 1, $ Q_ {0} $ & $ Q_ {1} Q_ {0} $.
Đầu ra của lật đầu tiên T togglescho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ. Đầu ra của flip-flop T thứ hai chuyển đổi cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ nếu $ Q_ {0} $ là 1. Đầu ra của flip-flop T thứ ba sẽ chuyển đổi cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ nếu cả $ Q_ {0} $ & $ Q_ {1} $ là 1.
Bộ đếm xuống nhị phân đồng bộ
Bộ đếm xuống nhị phân đồng bộ 'N' bit bao gồm các flip-flops 'N' T. Nó được tính từ 2 - 1 đến 0. block diagram bộ đếm xuống nhị phân đồng bộ 3-bit được hiển thị trong hình sau.
Bộ đếm xuống nhị phân đồng bộ 3 bit chứa ba flip-flops T & một cổng AND 2 đầu vào. Tất cả các flip-flops này đều được kích hoạt cạnh âm và đầu ra của flip-flops thay đổi (ảnh hưởng) một cách đồng bộ. Đầu vào T của flip-flops thứ nhất, thứ hai và thứ ba lần lượt là 1, $ {Q_ {0}} '$ &' $ {Q_ {1}} '$$ {Q_ {0}}' $.
Đầu ra của lật đầu tiên T togglescho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ. Đầu ra của flip-flop T thứ hai chuyển đổi cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ nếu $ {Q_ {0}} '$ là 1. Đầu ra của flip-flop T thứ ba chuyển đổi cho mọi cạnh âm của tín hiệu đồng hồ nếu cả $ {Q_ {1}} '$ & $ {Q_ {0}}' $ là 1.