Laskuri on digitaalinen laite ja laskurin lähtö sisältää ennalta määritetyn tilan, joka perustuu kellopulssisovelluksiin. Tulos laskuri voidaan käyttää laske pulssien määrä. Yleensä laskurit koostuvat kiikun järjestelystä, joka voi olla synkroninen laskuri tai asynkroninen laskuri. Synkronisessa laskurissa kaikille kiipeille annetaan vain yksi kello i / p, kun taas asynkronisessa laskurissa o / p kiikalla on kellosignaali läheiseltä. Sovellukset mikrokontrolleri tarve laskea ulkoiset tapahtumat, kuten tarkka sisäinen aikaviive ja pulssijunien taajuus. Näitä tapahtumia käytetään usein digitaalisissa järjestelmissä ja tietokoneissa. Molemmat tapahtumat voidaan suorittaa ohjelmistotekniikoilla, mutta laskentaohjelmistosilmukat eivät anna tarkkaa tulosta. Hieman tärkeämpiä toimintoja ei tehdä. Nämä ongelmat voidaan korjata ajastimilla ja laskureilla mikrokontrollereissa, joita käytetään keskeytyksinä.
Laskurit
Laskureiden tyypit
Laskurit voidaan luokitella erityyppisiin niiden kellotavan mukaan. He ovat
- Asynkroniset laskurit
- Synkroniset laskurit
- Asynkroniset vuosikymmenilaskurit
- Synkroniset vuosikymmenilaskurit
- Asynkroniset ylös-alas laskurit
- Synkroniset ylös / alas laskurit
Tämäntyyppisten laskureiden ymmärtämiseksi paremmin, tässä keskustelemme joistakin laskureista.
Asynkroniset laskurit
2-bittisen asynkronisen laskurin kaavio on esitetty alla. Ulkokello on kytketty vain FF0: n kelloon i / p (ensimmäinen kiikku). Joten tämä FF muuttaa tilaa jokaisen kellopulssin laskevalla reunalla, mutta FF1 muuttuu vain aktivoituna FF0: n Q o / p: n laskevalla reunalla. Koska integroitu etenemisviive FF: n läpi, i / p-kellopulssin muutos ja FF0: n Q o / p: n muutos eivät voi koskaan tapahtua tarkalleen samanaikaisesti. Joten FF: itä ei voida aktivoida samanaikaisesti, mikä synnyttää asynkronisen toiminnan.
Asynkroniset laskurit
Huomaa, että helpottamiseksi Q0: n, Q1: n ja CLK: n muutokset yllä olevassa kaaviossa näytetään samanaikaisina, vaikka tämä on asynkroninen laskuri. Oikeastaan on pieni viive b / n Q0-, Q1- ja CLK-muutoksissa.
Yleensä kaikki CLEAR i / ps on kytketty toisiinsa, joten ennen laskennan aloittamista yksi pulssi voi tyhjentää kaikki FF: t. FF0: een syötetty kellopulssi aaltoilee uusien laskureiden läpi etenemisviiveiden jälkeen, kuten aaltoilu vedessä, joten termi Ripple Counter.
Kahden bittisen aaltoilulaskurin piirikaavio sisältää neljä erilaista tilaa, joista jokaisessa on laskenta-arvo. Samoin laskurilla, jolla on n FF: ää, voi olla 2N tilaa. Laskurin tilojen lukumäärää kutsutaan sen mod-numeroksi. Siksi kaksibittinen laskuri on mod-4-laskuri.
Asynkroniset vuosikymmenilaskurit
Edellisessä laskurissa on 2n tilaa. Mutta laskurit, joiden tilat ovat alle 2n, ovat myös mahdollisia. Nämä on suunniteltu olemaan ei. Näitä kutsutaan lyhennetyiksi sekvensseiksi, jotka saavutetaan ajamalla laskuri kierrättämään ennen kuin kaikki tilat käydään läpi. Lyhennetyn sekvenssin laskureiden yhteinen moduuli on 10. Laskuria, jonka sarjassa on 10 tilaa, kutsutaan vuosikymmenen laskuriksi. Toteutettua vuosikymmenen laskurin piiriä on esitetty alla.
Asynkroninen vuosikymmenen laskurin piirikaavio
Kun laskuri laskee kymmeneen, kaikki FF: t tyhjennetään. Huomaa, että vain Q1 ja Q3 käytetään molempien 10 lukumäärän dekoodaamiseen, jota kutsutaan osittaiseksi dekoodaukseksi. Samaan aikaan yhdellä muilla tiloilla välillä 0-9 on sekä Q1 että Q3 korkea. Vuosikymmenen laskuritaulukon sarja on esitetty alla.
Vuosikymmenen laskurin järjestys
Asynkroniset ylös-alas laskurit
Erityisesti sovelluksissa laskurin on kyettävä laskemaan sekä ylös että alas. Alla oleva piiri on kolmibittinen ylös ja alas laskuri, joka laskee YLÖS tai ALAS ohjaussignaalin tilan perusteella. Kun UP i / p on 1 ja DOWN i / p on 0, NF-portti FF0: n ja FF1: n välillä porttaa kiikun (FF0) käänteisen o / p (Q): n kelloon i / p kiikku (FF1). Samoin Flip Flop1: n käänteinen o / p portitetaan toisen NAND-portin kautta kiikun2 kelloon i / p. Siksi laskuri laskee.
Asynkroninen ylös-alas laskuripiirikaavio
Kun ohjaus i / p (UP) on 0: lla ja DOWN on 1: ssä, käänteinen o / ps flip-flop0 (FF0) ja flip-flop1 (FF) portaillaan erikseen FF1 & FF2: n kelloon i / ps . Jos FF: t muutetaan aluksi 0: ksi, laskuri käy läpi alla olevat sarjat, kun käytetään i / p-pulsseja. Huomaa, että asynkroninen ylös-alas laskuri on hitaampi kuin YLÖS laskuri / alas laskuri NAND-porttien aiheuttaman ylimääräisen etenemisviiveen vuoksi.
Asynkronisen ylös-alas laskurin järjestys
Synkroniset laskurit
Tässä laskureiden tyyppi , kaikkien FF: iden CLK i / ps on kytketty yhteen ja aktivoitu i / p-pulsseilla. Joten kaikki FF: t muuttavat tilaa välittömästi. Alla oleva piirikaavio on kolmibittinen synkronilaskuri. Flip-flop0: n tulot J ja K on kytketty HIGH: ään. Flip-flop 1: n J & K i / ps on kytketty flip-flop0: n o / p: ään (FF0), ja flip-flop2: n (FF2) tulot J & K on kytketty AND-portin o / p: hen, joka syötetään flip-flop0: n ja flip-flop1: n o / ps: llä. Kun FF0: n ja FF1: n molemmat lähdöt ovat korkeita. Neljännen CLK-pulssin positiivinen reuna saa FF2: n muuttamaan tilaa AND-portin takia.
Synkroninen laskuripiirikaavio
Kolmen bittisen laskuritaulukon sarja on esitetty alla. Näiden laskureiden suurin etu on, että ei ole kasvavaa aikaviivettä, koska kaikki FF: t aktivoidaan samanaikaisesti. Siten tämän synkronilaskurin suurin toimintataajuus on huomattavasti korkeampi kuin vastaavalla aaltoilulaskurilla.
Synkronilaskurien CLK-pulssit
Synkroniset vuosikymmenilaskurit
Synkroninen laskuri laskee 0-9: stä samanlaisena kuin asynkroninen laskuri ja kierrättää sitten jälleen nollan. Tämä prosessi tehdään ajamalla 1010 tilaa takaisin 0000 tilaan. Tätä kutsutaan katkaistuksi sekvenssiksi, joka voidaan suunnitella alla olevan piirin avulla.
Synkroninen vuosikymmenen laskurin piirikaavio
Vasemman pöydän sarjoista voimme havaita sen
- Q0 sitoo jokaisen CLK-pulssin
- Q1 muuttuu seuraavalla kellopulssilla joka kerta, kun Q0 = 1 ja Q3 = 0.
- Q2 muuttuu seuraavalla kellopulssilla joka kerta, kun Q0 = Q1 = 1.
- Q3 muuttuu seuraavalla CLK-pulssilla joka kerta, kun Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (lukumäärä 7) tai kun Q0 = 1 ja Q3 = 1 (lukumäärä 9).
Synkronisen vuosikymmenen laskurin järjestys
Edellä mainittuja ominaisuuksia käytetään JA portti tai TAI portti . Tämän logiikkakaavio on esitetty yllä olevassa kaaviossa.
Synkroniset ylös / alas laskurit
Kolmen bittinen synkroninen ylös-alas-laskuri, taulukkomuoto ja sarjat on annettu alla. Tämän tyyppisellä laskurilla on ylös-alas-ohjaus i / p, joka on samanlainen kuin asynkroninen ylös-alas-laskuri, jota käytetään laskurin suunnan ohjaamiseen tietyn sarjan kautta.
Synkroninen ylös-alas-laskuripiirikaavio
Taulukon sarja osoittaa
- Q0 kiinnittyy jokaiseen CLK-pulssiin molemmille ylös- ja alas-sarjoille
- Kun Q0 = 1 ylössarjalle, Q1: n tila muuttuu seuraavalla CLK-pulssilla.
- Kun Q0 = 0 alasarjalle, Q1: n tila muuttuu seuraavalla CLK-pulssilla.
- Kun Q0 = Q1 = 1 ylössarjalle, Q2: n tila muuttuu seuraavalla CLK-pulssilla.
- Kun Q0 = Q1 = 0 alasarjalle, Q2: n tila muuttuu seuraavalla CLK-pulssilla.
Synkronisten vuosikymmenien laskureiden järjestys
Yllä olevia ominaisuuksia käytetään AND-portin, OR-portin ja EI-portin kanssa. Tämän logiikkakaavio on esitetty yllä olevassa kaaviossa.
Laskureiden sovellukset
Laskurit käyttävät pääasiassa digitaalisia kelloja ja multipleksointia. Paras esimerkki laskurista on rinnakkainen alla käsiteltyyn sarjatietojen muunnoslogiikkaan.
Bittijoukkoa, joka toimii samanaikaisesti rinnakkaisilla viivoilla, kutsutaan rinnakkaistiedoksi. Bittijoukkoa, joka toimii yhdellä rivillä aikasarjassa, kutsutaan sarjatiedoksi. Rinnakkaissarja-sarjamuunnos tapahtuu normaalisti käyttämällä laskuria, jotta saadaan binaarisarja datasta, valitse i / ps MUX: stä, kuten alla olevassa piirissä on selitetty.
Rinnasta sarjaan -muunnos
Yllä olevassa piirissä modulo-8-laskuri koostuu Q o / ps: stä, jotka on kytketty dataan, valitse i / ps 8-bittinen MUX . Ensimmäistä 8-bittistä rinnakkaisdataryhmää sovelletaan MUX: n tuloihin. Kun laskuri käy läpi binäärisarjan välillä 0-7, jokainen bitti alkaa D0: lla, valitaan sarjana ja siirretään MUX: n kautta o / p-linjalle. 8-CLK-pulssin jälkeen datatavu on vaihdettu sarjamuotoon ja lähetetty lähetyslinjan kautta. Sitten laskuri käsittelee uudelleen nollaksi ja vaihtaa toisen rinnakkaisen tavun uudelleen sarjaan vastaavassa prosessissa.
Näin ollen kyse on laskureista ja laskurityypeistä, joihin kuuluvat asynkronilaskurit, synkronilaskurit, asynkroniset vuosikymmenen laskurit, synkroniset vuosikymmenien laskurit, asynkroniset ylös-alas-laskurit ja synkroniset ylös-alas-laskurit. Lisäksi epäilyt tästä aiheesta tai ajastimet ja laskurit 8051-mikrokontrollerissa kommentoi alla olevassa kommenttiosassa.
