- 카운터는 무엇입니까?
- 비동기 란 무엇입니까?
- 비동기 카운터
- 비동기식 잘린 카운터 및 10 년 카운터
- 비동기식 10 년 카운터의 타이밍 다이어그램과 진리표
- 비동기 카운터, 예제 및 사용성 만들기
- 주파수 분배기
- 비동기 카운터의 장단점
카운터는 무엇입니까?
카운터는 특정 이벤트가 발생한 횟수를 기준으로 특정 이벤트를 계산할 수있는 장치입니다. 디지털 로직 시스템 또는 컴퓨터에서이 카운터는 클럭 신호에 따라 특정 이벤트 또는 프로세스가 발생한 횟수를 계산하고 저장할 수 있습니다. 가장 일반적인 유형의 카운터는 단일 클록 입력과 다중 출력이있는 순차 디지털 논리 회로입니다. 출력은 이진 또는 이진 코드 십진수를 나타냅니다. 각 클럭 펄스는 숫자를 늘리거나 줄입니다.
비동기 란 무엇입니까?
비동기는 동기화가 없음을 나타냅니다. 존재하지 않거나 동시에 발생하는 것. 컴퓨팅 또는 통신 스트림에서 Asynchronous는 일정한 간격으로 전송하지 않고 이전 작업이 완료된 경우에만 펄스를 전송하여 작업 타이밍을 제어하는 것을 의미합니다.
비동기 카운터
이제 우리는 카운터 가 무엇이고 Asynchronous 라는 단어의 의미를 이해했습니다. 비동기 카운터는 비동기 클럭 입력을 사용하여 계산할 수 있습니다. 카운터는 플립 플롭을 사용하여 쉽게 만들 수 있습니다. 카운트는 클럭 신호에 따라 다르므로 비동기 카운터의 경우 변경 상태 비트가 후속 플립 플롭에 클럭 신호로 제공됩니다. 이러한 플립 플롭은 직렬로 서로 연결되어 있으며 클럭 펄스는 카운터를 통해 리플을 발생합니다. 리플 클럭 펄스로 인해 종종 리플 카운터라고합니다. 비동기 카운터가 카운트 할 수 2 N - 1 개 수 카운팅 상태.
비동기식 잘린 카운터 및 10 년 카운터
분해능이 4 비트 인 MOD-16 과 같은 비동기 카운터에 대한 최대 출력 수가 있기 때문에 카운팅 상태가 최대 출력 수보다 작을 구성에서 기본 비동기 카운터를 사용할 수도 있습니다. 모듈로 또는 MOD 카운터는 이러한 유형의 카운터 중 하나입니다. 카운터가 미리 구성된 값에서 자체적으로 0으로 재설정되고 잘린 시퀀스 가있는 방식으로 구성된 구성 입니다.
따라서 특정 분해능 수 (n-bit Resolution) 카운트 업을 가진 카운터 를 전체 시퀀스 카운터 라고하고, 반면에 최대 개수보다 적은 카운트 인 경우 잘린 카운터 라고 합니다.
플립 플롭의 비동기 입력을 활용하기 위해 Asynchronous Truncated 카운터를 조합 논리와 함께 사용할 수 있습니다.
모듈로 16 비동기 카운터는 추가 논리 게이트를 사용하여 수정할 수 있으며 출력이 10 진 (10으로 나눈) 카운터 출력 을 제공하는 방식으로 사용할 수 있으며, 이는 표준 십진수 또는 산술 회로에서 유용합니다. 이러한 유형의 카운터를 10 년 카운터라고 합니다.
10 진 카운터는 출력이 10 진수 값 10에 도달하면 0으로 재설정해야합니다.
0-9 (10 단계)를 세면 이진수는 –
번호 수 | 이진수 | 소수점 값 |
0 | 0000 | 0 |
1 | 0001 | 1 |
2 | 0010 | 2 |
삼 | 0011 | 삼 |
4 | 0100 | 4 |
5 | 0101 | 5 |
6 | 0110 | 6 |
7 | 0111 | 7 |
8 | 1000 | 8 |
9 | 1001 | 9 |
따라서 출력이 1001 (BCD = 9)에 도달 하면 카운터를 재설정해야합니다. 카운터를 재설정하려면이 조건을 재설정 입력으로 다시 공급해야합니다. 0000 (BCD = 0)에서 1001 (BCD = 9) 까지 세는 카운터 는 BCD 또는 이진 코드 십진수 카운터라고합니다.
비동기식 10 년 카운터의 타이밍 다이어그램과 진리표
위의 이미지에서 4 개의 JK 플립 플롭과 1 개의 NAND 게이트 74LS10D를 사용하는 디케 이드 카운터 구성으로 사용 된 기본 비동기 카운터. 비동기 카운터는 0000 (BCD = 0)부터 1001 (BCD = 9)까지 각 클록 펄스에서 위쪽으로 카운트합니다. 각 JK 플립 플롭 출력은 이진 숫자를 제공하고 이진 출력은 클럭 입력으로 다음 후속 플립 플롭에 공급됩니다. 최종 출력 1001 (10 진수 9), 출력 D (최상위 비트) 및 출력 A (최하위 비트)에서 모두 논리 1에 있습니다.이 두 출력은 74LS10D의 입력에 연결됩니다. 다음 클럭 펄스가 수신되면 74LS10D의 출력은 상태를 Logic High 또는 1에서 Logic Low 또는 0으로 되돌립니다.
74LS10D가 출력을 변경하는 이러한 상황에서 74LS73 JK 플립 플롭은 NAND 게이트의 출력이 74LS73 CLEAR 입력을 통해 연결되기 때문에 재설정됩니다. 플립 플롭이 리셋되면 D에서 A 로의 출력은 모두 0000이되고 NAND 게이트의 출력은 논리 1로 다시 리셋됩니다. 이러한 구성으로 이미지에 표시된 상단 회로는 Modulo-10 또는 디케 이드 카운터가됩니다.
디케 카운터의 진리표는 다음 테이블 - 같다
클록 펄스 | 소수점 값 | 출력-D | 출력 – C | 출력 – B | 출력-A |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
삼 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
4 | 삼 | 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 |
아래 이미지는 클럭 신호의 타이밍 다이어그램과 4 개의 출력 상태를 보여줍니다. 리셋 펄스도 다이어그램에 표시됩니다.
비동기 카운터, 예제 및 사용성 만들기
카운터 출력을 자르는 데 사용되는 방법을 사용하여 비동기 카운터의 계수주기를 수정할 수 있습니다. 다른 계산주기의 경우 NAND 게이트에서 입력 연결을 변경하거나 다른 논리 게이트 구성을 추가 할 수 있습니다.
우리가 최대 계수가 n 개의 숫자로 구현 될 수 있음을 앞서 설명한 바와 같이 인 플립 2 N. 이를 위해 잘린 비동기 카운터를 설계하려면 원하는 계수보다 크거나 같은 2의 최소 거듭 제곱을 찾아야합니다.
예를 들어 0부터 56까지 또는 mod – 57을 세고 0부터 반복하려는 경우 필요한 최대 플립 플롭 수는 n = 6이며, 이는 최대 모듈러스 64를 제공합니다. 더 적은 수의 플립 플롭을 선택하면 계수는 0에서 56까지의 숫자를 계산하는 데 충분하지 않습니다. n = 5를 선택하면 최대 MOD는 = 32가되어 계산에 충분하지 않습니다.
2 개 이상의 4 비트 리플 카운터를 캐스케이드하고 각 개인을 " 16으로 나눈" 또는 " 8로 나눈" 구성으로 구성하여 MOD-128 이상의 지정된 카운터를 얻을 수 있습니다.
74LS 세그먼트에서 7493 IC는 7493을 " 16으로 나눈 "카운터로 구성하고 다른 7493 칩셋을 " 8로 나눈 "카운터로 캐스케이드 하면 " 128로 나누기" 주파수를 얻을 수 있습니다. 분할기.
같은 다른 IC를 74LS90 A와 구성 할 수있는 쿠폰 프로그래밍 리플 카운터 또는 분배기 (3)에 의해 2 분할하여 분할 또는 5 개 분할 뿐만 아니라 다른 조합을 포함한다.
반면에 74LS390은 2에서 50,100 까지의 숫자 및 기타 조합으로 큰 나누기에 사용할 수있는 또 다른 유연한 선택입니다.
주파수 분배기
비동기식 카운터 의 가장 좋은 용도 중 하나는 주파수 분배기로 사용하는 것 입니다. 높은 클럭 주파수를 실제 고주파 클럭보다 훨씬 낮은 사용 가능하고 안정적인 값으로 낮출 수 있습니다. 이것은 디지털 전자, 타이밍 관련 애플리케이션, 디지털 클록, 인터럽트 소스 생성기의 경우에 매우 유용합니다.
단 안정 / 불안정 멀티 바이브레이터 인 클래식 NE555 타이머 IC를 사용하고 260kHz에서 실행되고 안정성이 +/- 2 %라고 가정합니다. " Divided by 2" 18 비트 리플 카운터 를 쉽게 추가하고 1 초의 지연 또는 1 초의 펄스를 생성하는 데 사용할 수있는 1Hz 안정적인 출력을 얻을 수 있으며 이는 디지털 클럭에 유용합니다.
리플 카운터를 사용하여 주파수를 분할하여 불안정한 소스에서 안정적인 주파수 또는 타이밍을 생성하는 간단한 회로입니다. 보다 정밀한 수정 발진기는 신호 발생기 이외의 정밀한 고주파를 생성 할 수 있습니다.
비동기 카운터의 장단점
비동기식 카운터 는 D 형 플립 플롭을 사용하여 쉽게 구축 할 수 있습니다. 더 큰 계수 범위 관련 애플리케이션에서 훨씬 더 많은 유연성을 제공하는 " n으로 나누기 "카운터 회로를 사용하여 구현할 수 있으며 잘린 카운터는 모든 계수 수를 생성 할 수 있습니다.
그러나 이러한 기능에도 불구하고 비동기 카운터는 몇 가지 제한 사항과 단점을 제공합니다.
비동기 카운터를 사용하는 동안 플립 플롭 을 재 동기화하는 데 필요한 추가 재 동기화 출력 플립 플롭. 또한, 잘린 시퀀스 카운트의 경우가 같지 않으면 추가 피드백 로직이 필요합니다.
많은 수의 비트를 계산할 때 체인 시스템으로 인해 연속 단계에 의한 전파 지연 이 너무 커져 제거하기가 매우 어렵습니다. 이러한 상황에서 동기식 카운터는 더 빠르고 안정적입니다. 높은 클럭 주파수가 전체에 적용될 때 비동기 카운터 에도 계수 오류 가 있습니다.