Синхрони 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.

Синхрони бројач

Синхроно се обично односи на нешто што је повезано са другима на основу времена. Синхрони сигнали се јављају са истим тактом и сви сатови прате исти референтни такт.

У претходном водичу о Асинхроном бројачу, видели смо да је излаз тог бројача директно повезан са улазом следећег следећег бројача и чинећи систем ланца, а због овог ланчаног система кашњење ширења се појављује током фазе бројања и ствара кашњења бројања. У синхроном бројачу, улаз сата на свим флип-флоповима користи исти извор и истовремено ствара исти сигнал сата. Дакле, бројач који истовремено користи исти сигнал сата из истог извора назива се Синхрони бројач.

Синхрони бројач нагоре

На горњој слици приказан је основни дизајн синхроног бројача који је синхрони бројач нагоре. 4-бит синцхроноус бројач почети да броји од 0 (0000 у бинарном) и прираста или рачунати на горе до 15 (1111 у бинарном), а затим почети нову бројања циклус тако што ресет. Његова радна фреквенција је много већа од истог асинхроног бројача. Такође, не постоји кашњење ширења у синхроном бројачу само зато што су сви флип-флопс или бројач у паралелном извору сата и сат истовремено покреће све бројаче.

Спољни сат се истовремено пружа паралелно свим ЈК јапанкама истовремено. Ако видимо коло, први флип-флоп, ФФА, који је најмање значајан бит у овом 4-битном синхроном бројачу, повезан је на спољни улаз Логиц 1 преко Ј и К пина. Због ове везе, ХИГХ логика преко сигнала Логиц 1, мења стање првог флип-флопа на сваком импулсу такта.

Следећа фаза, други флип-флоп ФФБ, улазни пин Ј и К повезан је преко излаза првог флип-флопа. За случај ФФЦ и ФФД, два одвојена АНД улаза пружају потребну логику преко њих. Те И капије креирају логику користећи улаз и излаз из јапанки из претходне фазе.

Можемо створити исту секвенцу бројања која се користи у Асинхроном бројачу тако што ћемо направити ситуацију да сваки флип-флопс мења своје стање у зависности од тога да ли су сви претходни флип-флопс излази ХИГХ или не у логици. Али у овом сценарију неће доћи до ефекта таласа само зато што су сви јапанке у такту истовремено.

Синхрони бројач доле

Незнатне промене у одељку АНД, и користећи обрнути излаз из ЈК флип-флопа, можемо створити Синхрони доле Цоунтер. 4-битни синхрони бројач према доле почиње да броји од 15 (1111 у бинарном облику) и смањује се или одбројава према доле на 0 или 0000, а након тога започиње нови циклус бројања враћањем на почетне вредности. У синхроном бројачу надоле, промењен је улаз АНД Гате. Први ФФА-флип-флоп улаз је исти као и ми у претходном Синцхроноус уп бројачу. Уместо да директно напајамо излаз првог флип-флопа следећем следећем флип-флопу, користимо обрнути излазни пин који се користи за давање Ј и К улаза преко следећег флип-флопа ФФБ и такође се користи као улазни пин преко АНД капија. Слично као и у претходном колу, два улаза АНД пружају неопходну логику за следећа два флип-флопс ФФЦ и ФФД.

Синхрони дијаграм времена бројача

На горњој слици приказан је улаз сата преко јапанки и временски дијаграм излаза. На сваком импулсу такта, синхрони бројач се броји узастопно. Излаз за бројање на четири излазна пина је инкрементални од 0 до 15, у бинарном 0000 до 1111 за 4-битни синхрони бројач нагоре. После 15 или 1111, бројач се ресетује на 0 или 0000 и поново броји новим циклусом бројања.

За синхрони доле бројач где је обрнути излаз повезан преко АНД улаза, догађа се управо супротан корак бројања. Бројач почиње да броји од 15 или 1111 до 0 или 0000, а затим се поново покреће да започне нови циклус бројања и поново почиње од 15 или 0000.

4-битни синхрони бројач деценија

Исто као и асинхрони бројач, бројач деценије или бројач БЦД који може рачунати 0 до може се направити каскадним јапанкама. Као и асинхрони бројач, он ће такође имати функцију „подели са н“ са модулом или МОД бројем. Морамо повећати МОД број синхроног бројача (може бити у конфигурацији горе или доле).

Овде је приказан 4-битни склоп бројача синхроног десетљећа-

Горњи круг је направљен помоћу синхроног бинарног бројача, који производи секвенцу бројања од 0 до 9. Имплементиране су додатне логике за жељени редослед стања и за претварање овог бинарног бројача у декадни бројач (основни бројеви 10, децимални). Када излаз достигне број 9 или 1001, бројач ће се ресетовати на 0000 и поново броји до 1001.

У горњем колу, АНД капије ће открити секвенцу бројања која достигне 9 или 1001 и променити стање трећег флип-флопа са леве стране, ФФЦ да промени своје стање на следећем импулсу такта. Бројач се затим ресетује на 000 и поново почиње да броји док се не достигне 1001.

МОД-12 се може направити из горњег кола ако променимо положај АНД улаза и он ће бројати 12 стања од 0 (0000 у бинарном) до 11 (1011 у бинарном), а затим ресетовати на 0.

Информације о покретачу импулса

Доступне су две врсте флип-флопс окидача, Позитивна и Негативна ивица.

Јапанке са позитивним ивицама или растућим рубом броје један корак када улаз сата промени своје стање са Логиц 0 на Логиц 1, другим изразом Логиц Лов на Логиц Хигх.

С друге стране, Негативни ивице или падајући Едге јапанке броје један једини корак када улаз сата промени своје стање из Логиц 1 у Логиц 0, другим изразом Логиц Хигх у Логиц Лов.

Таласи бројача користе плусеве сата активиране падом или негативном ивицом да би променили стање. Иза тога постоји разлог. Олакшаће могућности за каскадно бројање бројача, јер би најзначајнији бит једног бројача могао да покреће унос сата следећег бројача.

Понуда синхроног бројача спроводи се и увлачи пин за примену повезану са контра повезивањем. Због тога нема застоја ширења унутар кола.

Предности и недостаци синхроног бројача

Сада смо упознати са Синхроним бројачем и која је разлика између Асинхроног бројача и Синхроног бројача. Синхрони бројач елиминише мноштво ограничења која стижу у асинхрони бројач.

У предности Синцхроноус шалтеру је као фолловс-

1. Једноставније је дизајнирати него асинхрони бројач.
2. Делује истовремено.
3. Са тим није повезано кашњење ширења.
4. Редослед бројања контролише се помоћу логичких капија, шансе за грешке су мање.
5. Бржи рад од асинхроног бројача.

Иако има много предности, један од главних недостатака рада са синхроним бројачем је тај што за његово извођење треба много додатне логике.

Употреба синхроног бројача

Неколико апликација у којима се користе синхрони бројачи-

1. Мацхине Мотион контрола
2. Бројач обртаја мотора
3. Давачи ротационих вратила
4. Дигитални генератори сата или импулса.
5. Системи за дигитални сат и аларме.