Асинхрони бројач

Шта је бројач?

Бројач је уређај који може да броји било који одређени догађај на основу тога колико се пута догодио одређени догађај. У дигиталном логичком систему или рачунарима, овај бројач може рачунати и меморисати колико се пута догодио одређени догађај или процес, у зависности од сигнала сата. Најчешћи тип бројача је секвенцијално дигитално логичко коло са једним такт улазом и више излаза. Излази представљају бинарне или бинарно кодиране децималне бројеве. Сваки импулс такта или повећава број или смањује број.

Шта је асинхрони?

Асинхрони означава одсуство синхронизације. Нешто што не постоји или се истовремено дешава. У рачунарском или телекомуникационом току, Асинхрони значи управљање временом операције слањем импулса само када је претходна операција завршена, уместо да га шаље у редовним интервалима.

Асинхрони бројач

Сада смо схватили да је оно што је контра, а шта значење речи Асинхрони . Асинхрони бројач може рачунати помоћу асинхроног уноса сата. Бројачи се лако могу направити помоћу јапанки. Како бројање зависи од сигнала такта, у случају асинхроног бројача, битови стања који се мењају се пружају као сигнал такта за наредне флип-флопове. Те јапанке су серијски повезане заједно, а импулс сата се таласа кроз бројач. Због импулса таласа, често се назива бројач мрешкања. Асинхрони бројач може да броји 2 ^н - 1 могућа стања бројања.

Асинхрони скраћени бројач и бројач деценије

Како постоји максимални излазни број за асинхроне бројаче попут МОД-16 са резолуцијом од 4 бита, постоје и могућности да се користи основни асинхрони бројач у конфигурацији да ће стање бројања бити мање од њиховог максималног излазног броја. Бројачи Модуло или МОД су једна од тих врста бројача. Конфигурација направљена на такав начин да ће се бројач ресетовати на нулу на унапред конфигурисаној вредности и има скраћене секвенце.

Дакле, ако се бројач са одређеним бројем резолуција (н-битна резолуција) броји до позива као бројач пуне секвенце, а с друге стране, ако је бројање мање од максималног броја, зове се као скраћени бројач.

Да би се добила предност асинхроних улаза у флипфлопу, асинхрони скраћени бројач може се користити са комбинационом логиком.

Асинхрони бројач Модуло 16 може се модификовати помоћу додатних логичких капија и може се користити на начин да ће излаз дати декадни (подељен са 10) излаз бројача, што је корисно за бројање стандардних децималних бројева или у аритметичким круговима. Ова врста бројача назива се Децаде Цоунтерс.

Децаде Цоунтерс захтева ресетовање на нулу када излаз достигне децималну вредност од 10.

Ако избројимо 0-9 (10 корака), бинарни број ће бити -

Бројање бројева	Бинарни број	Децимална вредност
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

Дакле, када излаз достигне 1001 (БЦД = 9), бројач треба ресетовати. Да бисмо ресетовали бројач, ово стање морамо да вратимо на улаз за ресетовање. Бројач који броји од 0000 (БЦД = 0) до 1001 (БЦД = 9), назива се БЦД или бинарно кодиран децимални бројач.

Временски дијаграм асинхроног бројача деценије и његова табела истине

На горњој слици, основни асинхрони бројач који се користи као декадна конфигурација бројача помоћу 4 ЈК јапанке и једне НАНД капије 74ЛС10Д. Асинхрони бројач броји према горе на сваком импулсу такта почев од 0000 (БЦД = 0) до 1001 (БЦД = 9). Сваки ЈК флип-флоп излаз даје бинарну цифру, а бинарни излаз се доводи у следећи следећи флип-флоп као улаз сата. У коначном излазу 1001, који је у децималном знаку 9, излазу Д који је најзначајнији бит и излазу А који је најмање значајан бит, оба су у логици 1. Ова два излаза су повезана преко улаза 74ЛС10Д. Када се прими следећи импулс такта, излаз 74ЛС10Д враћа стање са Логиц Хигх или 1 на Логиц Лов или 0.

У таквој ситуацији када 74ЛС10Д промени излаз, флип-флопс 74ЛС73 ЈК ће се ресетовати док је излаз НАНД капије повезан преко улаза 74ЛС73 ЦЛЕАР. Када су се јапанке ресетовале, излаз од Д до А постао је 0000, а излаз НАНД капије враћен на Логику 1. Са таквом конфигурацијом, горњи круг приказан на слици постао је Модуло-10 или бројач деценије.

Табела истине бројача Декаде приказана је у следећој табели-

Цлоцк Пулсе	Децимална вредност	Излаз - Д.	Излаз - Ц.	Излаз - Б.	Излаз - А.
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

Доња слика приказује временски дијаграм и статус 4 излаза на сигналу сата. Пулс ресетовања је такође приказан на дијаграму.

Стварање асинхроног бројача, пример и употребљивост

Можемо изменити циклус бројања за Асинхрони бројач користећи методу која се користи за скраћивање излаза бројача. За остале циклусе бројања можемо променити улазну везу преко НАНД гејта или додати другу конфигурацију логичких гејтова.

Као што смо раније разговарали, максимални модул који се може применити са н бројева јапанки је 2 ^н. Због тога, ако желимо да дизајнирамо крњи асинхрони бројач, требало би да откријемо најмању снагу од две, која је или већа или једнака нашем жељеном модулу.

На пример, ако желимо да избројимо 0 до 56 или мод - 57 и поновимо од 0, највећи број флип-флопова је н = 6, што ће дати максимални модул од 64. Ако одаберемо мањи број јапанки, модул неће бити довољан за бројање бројева од 0 до 56. Ако изаберемо н = 5, максимални МОД ће бити = 32, што је недовољно за бројање.

Можемо каскадирати два или више 4-битних бројача мрешкања и конфигурисати сваког појединца као формације „ подељене са 16“ или „ подељене са 8“ да бисмо добили МОД-128 или више одређених бројача.

У сегменту 74ЛС, 7493 ИЦ може бити конфигурисан на такав начин, као ако 7493 конфигуришемо као бројач „ подељен са 16 “ и каскадирамо још 7493 чипсета као бројач „ подељен са 8 “, добићемо фреквенцију „ поделимо са 128“ преграда.

Остале ИЦ као што је 74ЛС90 нуде програмибилни бројач таласа или преграде који се могу конфигурисати као подела са 2, подела са 3 или подела са 5 или друге комбинације.

С друге стране, 74ЛС390 је још један флексибилан избор који се може користити за велике поделе бројем од 2 до 50,100, као и за друге комбинације.

Делитељи фреквенције

Једна од најбољих примена асинхроног бројача је његова употреба као делилац фреквенције. Високу фреквенцију такта можемо смањити на употребљиву, стабилну вредност много нижу од стварне фреквенције такта. Ово је врло корисно у случају дигиталне електронике, апликација повезаних са временом, дигиталних сатова, генератора извора прекида.

Претпоставимо да користимо класични ИЦ тајмер НЕ555 који је моностабилни / подесиви мултивибратор, ради на 260 килохерца и стабилност је +/- 2%. Лако можемо додати 18-битни таласни бројач „ Подељено са 2“ и добити стабилни излаз од 1 Хз који се може користити за генерисање 1 секунде кашњења или 1 секунду импулса што је корисно за дигиталне сатове.

Ово је једноставно коло за добијање стабилне фреквенције или времена из нестабилног извора дељењем фреквенције помоћу бројача мрешкања. Прецизнији кристални осцилатори могу произвести прецизне високе фреквенције, осим генератора сигнала.

Предности и недостаци асинхроног бројача

Асинхрони бројачи могу се лако изградити помоћу јапанки типа Д. Могу се имплементирати помоћу бројача „ дели са н “, који нуди много већу флексибилност у апликацијама већим за опсег бројања, а скраћени бројач може произвести било који број модула броја.

Али, упркос тим карактеристикама, асинхрони бројач нуди нека ограничења и недостатке.

Док се користи Асинхрони бројач, додатна поновна синхронизација излазних јапанки потребних за поновну синхронизацију флипфлопа. Такође, за број крње секвенце, када није једнак, потребна је додатна логика повратних информација.

При бројању великог броја битова, због ланчаног система, кашњење ширења узастопним фазама постало је превелико, што је веома тешко отарасити. У таквој ситуацији синхрони бројачи су бржи и поузданији. Такође постоје грешке бројања у Асинхроном бројачу када се на њега примењују високе фреквенције такта.