Circuits numériques - compteurs
Dans les deux chapitres précédents, nous avons discuté de divers registres à décalage et counters using D flipflops. Maintenant, parlons de divers compteurs utilisant des bascules T. Nous savons que la bascule T bascule la sortie soit pour chaque front positif du signal d'horloge, soit pour le front négatif du signal d'horloge.
Un compteur binaire «N» bits se compose de bascules «N» T. Si le compteur compte de 0 à 2 - 1, alors il est appelé comme binaire up counter. De même, si le compteur compte à rebours de 2 - 1 à 0, alors il est appelé comme binaire down counter.
Il y en a deux types of counters basé sur les bascules qui sont connectées en synchrone ou non.
- Compteurs asynchrones
- Compteurs synchrones
Compteurs asynchrones
Si les bascules ne reçoivent pas le même signal d'horloge, alors ce compteur est appelé comme Asynchronous counter. La sortie de l'horloge système est appliquée en tant que signal d'horloge uniquement à la première bascule. Les bascules restantes reçoivent le signal d'horloge de la sortie de sa bascule d'étage précédent. Par conséquent, les sorties de toutes les bascules ne changent pas (n'affectent pas) en même temps.
Maintenant, laissez-nous discuter des deux compteurs suivants un par un.
- Compteur ascendant binaire asynchrone
- Décompteur binaire asynchrone
Compteur ascendant binaire asynchrone
Un compteur ascendant binaire asynchrone «N» bit se compose de «N» T bascules. Il compte de 0 à 2 - 1. Le block diagram du compteur ascendant binaire asynchrone 3 bits est illustré dans la figure suivante.
Le compteur ascendant binaire asynchrone 3 bits contient trois bascules T et l'entrée T de toutes les bascules est connectée à «1». Toutes ces bascules sont déclenchées par un front négatif mais les sorties changent de manière asynchrone. Le signal d'horloge est directement appliqué à la première bascule T. Donc, la sortie de la première bascule Ttoggles pour chaque front négatif du signal d'horloge.
La sortie de la première bascule T est appliquée comme signal d'horloge pour la deuxième bascule T. Ainsi, la sortie de la seconde bascule T bascule pour chaque front négatif de sortie de la première bascule T. De même, la sortie de la troisième bascule T bascule pour chaque front négatif de sortie de la deuxième bascule T, puisque la sortie de la deuxième bascule T agit comme le signal d'horloge pour la troisième bascule T.
Supposons que l'état initial des bascules T de l'extrême droite à l'extrême gauche soit $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Ici, $ Q_ {2} $ et $ Q_ {0} $ sont respectivement MSB et LSB. Nous pouvons comprendre leworking du compteur binaire asynchrone 3 bits du tableau suivant.
| Pas de front négatif de l'horloge | 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 |
| sept | 1 | 1 | 1 |
Ici $ Q_ {0} $ basculé pour chaque front négatif du signal d'horloge. $ Q_ {1} $ basculé pour chaque $ Q_ {0} $ qui va de 1 à 0, sinon est resté dans l'état précédent. De même, $ Q_ {2} $ basculait pour chaque $ Q_ {1} $ qui va de 1 à 0, sinon restait dans l'état précédent.
L'état initial des bascules T en l'absence de signal d'horloge est $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Celui-ci est incrémenté de un pour chaque front négatif du signal d'horloge et atteint la valeur maximale au 7ème front négatif du signal d'horloge. Ce motif se répète lorsque d'autres fronts négatifs du signal d'horloge sont appliqués.
Compteur décroissant binaire asynchrone
Un décompteur binaire asynchrone à «N» bits se compose de «N» T bascules. Ça compte à partir de 2 - 1 à 0. Le block diagram du compteur décroissant binaire asynchrone 3 bits est illustré dans la figure suivante.
Le schéma de principe du compteur décroissant binaire asynchrone 3 bits est similaire au schéma fonctionnel du compteur décroissant binaire asynchrone 3 bits. Mais, la seule différence est qu'au lieu de connecter les sorties normales d'une bascule à un étage comme signal d'horloge pour la bascule d'étage suivante, connectez lecomplemented outputsd'une bascule d'étage comme signal d'horloge pour la bascule d'étage suivante. La sortie complétée va de 1 à 0 est la même que la sortie normale passe de 0 à 1.
Supposons que l'état initial des bascules T de l'extrême droite à l'extrême gauche soit $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Ici, $ Q_ {2} $ et $ Q_ {0} $ sont respectivement MSB et LSB. Nous pouvons comprendre leworking du compteur décroissant binaire asynchrone 3 bits du tableau suivant.
| Pas de front négatif de l'horloge | 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 |
| sept | 1 | 0 | 0 |
Ici $ Q_ {0} $ basculé pour chaque front négatif du signal d'horloge. $ Q_ {1} $ basculé pour chaque $ Q_ {0} $ qui va de 0 à 1, sinon est resté dans l'état précédent. De même, $ Q_ {2} $ basculait pour chaque $ Q_ {1} $ qui va de 0 à 1, sinon restait dans l'état précédent.
L'état initial des bascules T en l'absence de signal d'horloge est $ Q_ {2} Q_ {1} Q_ {0} = 000 $. Ceci est décrémenté d'un pour chaque bord négatif du signal d'horloge et atteint la même valeur à 8 ème front négatif du signal d'horloge. Ce motif se répète lorsque d'autres fronts négatifs du signal d'horloge sont appliqués.
Compteurs synchrones
Si toutes les bascules reçoivent le même signal d'horloge, alors ce compteur est appelé comme Synchronous counter. Par conséquent, les sorties de toutes les bascules changent (affectent) en même temps.
Maintenant, laissez-nous discuter des deux compteurs suivants un par un.
- Compteur ascendant binaire synchrone
- Décompteur binaire synchrone
Compteur ascendant binaire synchrone
Un compteur binaire ascendant synchrone «N» bit se compose de bascules «N» T. Il compte de 0 à 2 - 1. Le block diagram du compteur ascendant binaire synchrone 3 bits est illustré dans la figure suivante.
Le compteur ascendant binaire synchrone à 3 bits contient trois bascules T et une porte ET à 2 entrées. Toutes ces bascules sont déclenchées par un front négatif et les sorties des bascules changent (affectent) de manière synchrone. Les entrées T des première, deuxième et troisième bascules sont 1, $ Q_ {0} $ et $ Q_ {1} Q_ {0} $ respectivement.
La sortie de la première bascule T togglespour chaque front négatif du signal d'horloge. La sortie de la deuxième bascule T bascule pour chaque front négatif du signal d'horloge si $ Q_ {0} $ est 1. La sortie de la troisième bascule T bascule pour chaque front négatif du signal d'horloge si les deux $ Q_ {0} $ & $ Q_ {1} $ valent 1.
Décompteur binaire synchrone
Un décompteur binaire synchrone à «N» bits se compose de bascules «N» T. Ça compte à partir de 2 - 1 à 0. Le block diagram du compteur décroissant binaire synchrone 3 bits est illustré dans la figure suivante.
Le décompteur binaire synchrone à 3 bits contient trois bascules T et une porte ET à 2 entrées. Toutes ces bascules sont déclenchées par un front négatif et les sorties des bascules changent (affectent) de manière synchrone. Les entrées T des première, deuxième et troisième bascules sont 1, $ {Q_ {0}} '$ &' $ {Q_ {1}} '$$ {Q_ {0}}' $ respectivement.
La sortie de la première bascule T togglespour chaque front négatif du signal d'horloge. La sortie de la deuxième bascule T bascule pour chaque front négatif du signal d'horloge si $ {Q_ {0}} '$ est 1. La sortie de la troisième bascule T bascule pour chaque front négatif du signal d'horloge si les deux $ {Q_ {1}} '$ & $ {Q_ {0}}' $ valent 1.