BÀI TẬP MẠCH ĐẾM KHÔNG ĐỒNG BỘ

Mạch đếm không đồng bộ sử dụng flip-flops được kết nối nối tiếp với nhau để xung clock đầu vào xuất hiện gợn qua bộ đếm

Mạch đếm ko đồng bộ có thể gồm 2 n -1 tâm trạng đếm rất có thể có, ví dụ như MOD-16 cho cỗ đếm 4 bit, Mạch đếm trường đoản cú 0 đến 15 tạo cho nó lý tưởng nhằm sử dụng trong các ứng dụng phân loại tần số. Cơ mà cũng hoàn toàn có thể sử dụng cấu hình Mạch đếm không đồng điệu cơ phiên bản để xây dựng các bộ đếm quan trọng đặc biệt với tinh thần đếm bé dại hơn số đầu ra tối đa của chúng. Ví dụ, cỗ đếm modulo hoặc MOD.

Bạn đang xem: Bài tập mạch đếm không đồng bộ

Điều này đạt được bằng cách buộc bộ đếm tự đặt lại về 0 trên một cực hiếm được xác định trước tạo ra một một số loại Mạch đếm không đồng bộ có những chuỗi bị cắt. Lúc đó, một bộ đếm n bit đếm mang đến mô đun lớn nhất của nó (2 n ) được hotline là cỗ đếm tuần tự vừa đủ và bộ đếm n bit gồm mô đun nhỏ hơn mức tối đa hoàn toàn có thể được hotline là bộ đếm cắt .

Nhưng tại sao họ lại ước ao tạo một cỗ đếm giảm không đồng bộ mà chưa phải là MOD-4, MOD-8 hoặc một trong những mô-đun khác bởi lũy ​​thừa của hai. Câu vấn đáp là chúng ta có thể sử dụng ngắn gọn xúc tích tổ hợp nhằm tận dụng các đầu vào không đồng điệu trên flip-flop.

Nếu bọn họ sử dụng bộ đếm không đồng hóa modulo-16 và sửa đổi nó với những cổng xúc tích và ngắn gọn bổ sung, nó rất có thể được tạo nên để cung ứng đầu ra bộ đếm thập phân (chia đến 10) nhằm sử dụng trong số mạch số học với đếm thập phân tiêu chuẩn.

Những cỗ đếm bởi vậy thường được gọi là Bộ đếm Thập phâm . Cỗ đếm thập phân yêu mong đặt lại về 0 khi con số đầu ra đạt mang lại giá trị thập phân là 10, tức là. Lúc DCBA = 1010 và để làm điều này, chúng ta cần đưa điều kiện này quay trở lại đầu vào đặt lại. Bộ đếm gồm chuỗi đếm tự nhị phân “0000” (BCD = “0”) đến “1001” (BCD = “9”) thường xuyên được điện thoại tư vấn là cỗ đếm thập phân mã nhị phân BCD bởi vì chuỗi mười trạng thái của chính nó là của mã BCD nhưng cỗ đếm thập phân nhị phân thông dụng hơn. Hãy tham khảo với belyvn.com nhé.

Video hướng dẫn bài bác tập mạch đếm không đồng bộ có lời giải

Mạch đếm đồng hóa và không đồng bộ

*

Loại bộ đếm không đồng điệu này đếm ngược lên phía trên mỗi cạnh sau của tín hiệu xung nhịp đầu vào ban đầu từ 0000 cho tới khi nó đạt đến đầu ra 1001 (số thập phân 9). Cả hai áp ra output QA và QD hiện nay bằng lô ghích “1”. Khi áp dụng xung clock tiếp theo, đầu ra output từ cổng 74LS10 NAND đổi khác trạng thái trường đoản cú mức xúc tích và ngắn gọn “1” lịch sự mức lô ghích “0”.

Khi cổng output của cổng NAND được liên kết với đầu vào CLEAR ( CLR ) của tất cả các Flip-flop 74LS73 JK, biểu thị này khiến cho tất cả các đầu ra Q được đặt lại về nhị phân 0000 trên số đếm là 10. Lúc đầu ra QA và QD bây giờ đều bằng súc tích “0” vày flip-flop vừa được cấu hình thiết lập lại, cổng output của cổng NAND quay quay trở lại mức ngắn gọn xúc tích “1” và bộ đếm khởi đụng lại từ 0000 . Bây giờ chúng tôi có một thập phân hoặc Modulo-10 up-counter.

Bảng thực trị của mạch đếm Thập phân và thiết kế mạch đếm không đồng bộ

Đếm xung clock Mẫu bit đầu ra Giá trị thập phân
QD QC QB QA
1 0 0 0 0 0
2 0 0 0 1 1
3 0 0 1 0 2
4 0 0 1 1 3
5 0 1 0 0 4
6 0 1 0 1 5
7 0 1 1 0 6
số 8 0 1 1 1 7
9 1 0 0 0 8
10 1 0 0 1 9
11 Bộ đếm Đặt lại cổng đầu ra của nó quay lại 0

Sơ đồ thời gian đếm thập phân

*

Bằng cách thực hiện cùng một ý tưởng phát minh về việc cắt bớt những chuỗi đầu ra của bộ đếm, mạch trên hoàn toàn có thể dễ dàng được điều chỉnh cho phù hợp với những chu kỳ đếm khác chỉ dễ dàng và đơn giản là đổi khác các kết nối với đầu vào của cổng NAND hoặc bằng phương pháp sử dụng các tổ đúng theo cổng logic khác.

Vì vậy, ví dụ: hoàn toàn có thể dễ dàng tạo ra thang điểm mười hai (modulo-12) bằng phương pháp chỉ cần lấy những đầu vào cho cổng NAND từ những đầu ra ngơi nghỉ “ QC ” và “ QD ”, xem xét rằng giá chỉ trị tương đương nhị phân của 12 là 1100 và cổng output “ QA ” là bit ít đặc trưng nhất (LSB).

Vì mô-đun tối đa rất có thể được thực hiện với n flip-flops là 2 n , điều này tức là khi bạn thiết kế bộ đếm không đồng điệu bị cắt, các bạn nên xác minh công suất thấp độc nhất của hai cỗ đếm lớn hơn hoặc bởi mô-đun ước muốn của bạn.

Giả sử bọn họ muốn đếm trường đoản cú 0 mang lại 39 hoặc mod-40 với lặp lại. Khi đó, mốc giới hạn xỏ ngón cao nhất được yêu mong sẽ là sáu, n = 6 cho MOD tối đa là 64 vày năm lần xỏ ngón sẽ không còn đủ vì điều đó chỉ cho chúng ta một MOD-32.

Xem thêm: Lk Tàu Về Quê Hương & Rước Tinh Về Với Quê Hương, Rước Tình Về Với Quê Hương

Bây giờ, mang sử bọn họ muốn xây cất một cỗ đếm “chia mang lại 128” để phân loại tần số, họ sẽ yêu cầu xếp tầng bảy flip-flops tính từ lúc 128 = 2 7 . Sử dụng flip-flops kép như 74LS74, shop chúng tôi vẫn đề nghị bốn IC để xong xuôi mạch.

*

Một phương thức thay thế tiện lợi sẽ là áp dụng hai TTL 7493 làm bộ đếm / cỗ chia gợn 4 bit. Bởi vì 128 = 16 x 8, phải một mẫu 7493 có thể được định thông số kỹ thuật làm cỗ đếm “chia mang lại 16” và bộ còn sót lại làm bộ đếm “chia cho 8”. Hai IC sẽ được xếp tầng cùng nhau để tạo thành thành bộ chia tần số “chia mang lại 128” như hình minh họa.

Tất nhiên các bộ đếm không đồng điệu IC tiêu chuẩn có sẵn như cỗ đếm / bộ chia gợn hoàn toàn có thể lập trình TTL 74LS90 rất có thể được cấu dường như một cỗ chia mang đến 2, phân tách cho 5 hoặc ngẫu nhiên sự kết hợp nào của tất cả hai. 74LS390 là một trong vi mạch tinh chỉnh và điều khiển thập phân kép rất linh hoạt với một số lượng lớn những tổ phù hợp “chia cho” gồm sẵn ngơi nghỉ dạng phân chia cho 2, 4, 5, 10, 20, 25, 50 và 100.

Bộ phân tần – Mạch đếm không đồng

Khả năng này của cục đếm gợn để cắt bớt những chuỗi để tạo ra đầu ra “chia đến n” tức là các bộ đếm và đặc biệt là bộ đếm gợn, rất có thể được sử dụng làm cỗ phân tần để giảm tần số xung nhịp cao xuống giá bán trị hữu ích hơn để sử dụng trong tiên tiến nhất xung nhịp và những ứng dụng thời gian. Ví dụ: đưa sử chúng tôi yêu cầu bộc lộ định thời 1Hz đúng chuẩn để vận hành xung nhịp chuyên môn số. Dưới : bài bác tập thiết kế mạch đếm không đồng bộ

Chúng tôi hoàn toàn có thể khá dễ ợt tạo ra biểu hiện sóng vuông 1Hz bằng phương pháp sử dụng cpu định thời 555 tiêu chuẩn chỉnh được định cấu bên cạnh đó một cỗ điều khiển đa zi năng linh hoạt, tuy nhiên bảng dữ liệu của phòng sản xuất cho chúng tôi biết rằng cỗ định thời 555 bao gồm lỗi thời hạn điển hình 1-2% tùy thuộc vào trong nhà sản xuất và ở tại mức thấp tần số 1Hz, sai số định thời 2% này là ko tốt.

Tuy nhiên, bảng tài liệu cũng cho bọn họ biết rằng tần số chuyển động tối đa của bộ định thời 555 là khoảng 300kHz và sai số 2% sống tần số cao này, trong khi vẫn còn lớn ở mức tối đa khoảng 6kHz, tất cả thể đồng ý được. Vì vậy, bằng cách chọn tần số định thời cao hơn, chẳng hạn 262.144kHz và cỗ đếm gợn 18-bit (Modulo-18), bạn cũng có thể dễ dàng tạo nên tín hiệu định thời chính xác 1Hz như hình bên dưới đây.

Tín hiệu định thời 1Hz từ bộ đếm gợn không đồng hóa 18 bit – Mạch đếm ko đồng

*

Tất nhiên, đấy là một ví dụ như rất dễ dàng và đơn giản về cách tạo nên các tần số thời hạn chính xác, nhưng bằng cách sử dụng bộ xê dịch tinh thể tần số cao và cỗ phân tần nhiều bit, bộ tạo tần số đúng mực có thể được thêm vào cho không hề thiếu các ứng dụng khác nhau, từ đồng hồ đeo tay hoặc đồng hồ thời trang đeo tay đến thời hạn sự kiện với thậm chí cả những ứng dụng lũ piano / tổng phù hợp hoặc các loại nhạc điện tử.

Thật ko may, trong số những nhược điểm chính của bộ đếm không đồng hóa là có một độ trễ nhỏ tuổi giữa sự mở ra của xung clock ở đầu vào của nó với nó có ở đầu ra của nó bởi mạch bên phía trong của cổng.

Trong các mạch ko đồng bộ, độ trễ này được call là Độ trễ lan truyền, khiến cho bộ đếm gợn không đồng hóa biệt danh là “bộ đếm lan truyền” với trong một vài trường đúng theo tần số cao, độ trễ này có thể tạo ra số lượng đầu ra sai.

Trong các mạch đếm gợn bit lớn, giả dụ độ trễ của các giai đoạn đơn nhất được cùng lại cùng nhau để tạo thành độ trễ tổng thích hợp ở cuối chuỗi bộ đếm thì sự khác biệt về thời hạn giữa tín hiệu nguồn vào và tín hiệu đầu ra đếm được hoàn toàn có thể rất lớn. Đây là tại sao tại sao Bộ đếm ko đồng bộ thường không được sử dụng trong các mạch đếm tần số cao có tương quan đến con số lớn các bit.

Ngoài ra, những đầu ra từ bộ đếm không có mối quan hệ giới tính thời gian thắt chặt và cố định với nhau với không xẩy ra cùng một thời điểm bởi trình từ xung nhịp của chúng. Nói phương pháp khác, từng tần số đầu ra output trở cần khả dụng, một các loại hiệu ứng domino. Sau đó, càng nhiều flip-flops được chế tạo chuỗi cỗ đếm không đồng hóa thì tần số chuyển động tối nhiều càng rẻ để đảm bảo an toàn đếm chủ yếu xác. Để xung khắc phục vụ việc về độ trễ lan truyền Các bộ đếm đồng bộ đã được vạc triển.

Sau đó để tóm tắt một số ưu thế của cỗ đếm không đồng bộ:

Bộ đếm không đồng bộ có thể dễ dãi được tạo thành từ dép xỏ ngón vẻ bên ngoài Toggle hoặc D. Chúng được điện thoại tư vấn là “Bộ đếm ko đồng bộ” bởi vì đầu vào xung nhịp của flip-flops ko phải tất cả đều được tinh chỉnh và điều khiển bởi cùng một biểu đạt xung nhịp. Mỗi cổng đầu ra trong chuỗi phụ thuộc vào sự biến hóa trạng thái so với cổng output của flip-flop trước đó. Những bộ đếm ko đồng bộ đôi khi được hotline là bộ đếm gợn vày dữ liệu bên cạnh đó “gợn” từ đầu ra của một flip-flop đến đầu vào của lần tiếp theo. Chúng có thể được thực hiện bằng phương pháp sử dụng mạch đếm “chia theo n”. Cỗ đếm cắt hoàn toàn có thể tạo ra ngẫu nhiên số lượng mô đun nào.

Nhược điểm của bộ đếm ko đồng bộ:

rất có thể cần thêm 1 bảng flip-flops cổng output “tái đồng điệu hóa”. Để đếm một chuỗi bị giảm không bằng 2 n , cần có thêm ngắn gọn xúc tích phản hồi. Đếm một số trong những lượng lớn các bit, độ trễ lan truyền theo các giai đoạn liên tiếp có thể trở yêu cầu lớn cần thiết lường trước được. Sự chậm trễ này khiến nó được gọi là ” đếm lan truyền”. Lỗi đếm xẩy ra ở tần số xung nhịp cao. Cỗ đếm đồng hóa nhanh rộng và an toàn và tin cậy hơn bởi chúng thực hiện cùng một biểu hiện clock cho tất cả các flip-flop.

Trong hướng dẫn tiếp theo về Bộ đếm , chúng ta sẽ coi xét cỗ đếm đồng nhất và thấy rằng đặc điểm chính của bộ đếm đồng nhất là nguồn vào xung nhịp của từng flip-flop vào chuỗi được kết nối với toàn bộ các flip-flop để chúng được đồng hồ thời trang hóa đồng thời.