Los contadores son circuitos secuenciales cuya función es contar el pulso, la frecuencia y el tiempo de la señal utilizando una única señal de reloj. Es un componente importante de Electrónica digital ya que todos los dispositivos electrónicos funcionan en mostradores. Están diseñados agrupando un conjunto de chanclas (similar o diferente). Los contadores operan en diferentes modos de módulos, que están representados por el número de estados del ciclo. Hay dos tipos de contadores , son contadores sincrónicos y asincrónicos. El contador síncrono funciona en función de la señal de reloj de entrada y el contador asíncrono es independiente de la señal de reloj de entrada. El contador síncrono es un registro de turno contador que se clasifica además como un contador de anillo de tipo anillo y de tipo trenzado.
¿Qué es Ring Counter?
Definición: Un contador de anillo también se conoce como SISO ( serial in serial out ) contador de registro de desplazamiento, donde la salida del flip flop está conectada a la entrada del flip flop que actúa como un contador de anillo. El diseño del contador de anillo se puede hacer utilizando cuatro Chanclas D con una señal de reloj común y una entrada de anulación se puede conectar para preestablecer y borrar.
diagrama de bloques del contador de anillo
Del diagrama de arriba,
1). El número de estados utilizados es 4 (donde no de estados = no de flip flops utilizados).
2). Preestablecido o Borrar: La función principal de esto es que si la señal del reloj de entrada cambia, el valor de salida también cambia.
Las conexiones se realizan de la siguiente manera
- Una entrada está conectada al primer flip-flop ff0-Q0,
- Otra entrada está conectada a CLR de los otros tres flip flops como ff1, ff2, ff3.
Teoría de trabajo
Por ejemplo, tomemos una condición en la que pre-set = '0000', entonces las salidas obtenidas en cada flip flop son las siguientes. Para FF0, la salida en Q0 es '1', mientras que en otros flipflops como ff, ff2, ff3 (que están conectados para borrar donde CLR = 0) las salidas obtenidas en Q1 = Q2 = Q3 = '0'. Esto se puede entender siguiendo la tabla de verdad y sus formas de onda de salida obtenidas cuando se ejecutan usando el código Verilog HDL en Software Xilinx.
Mesa de la verdad
O | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Tercer trimestre |
Pulso bajo | X | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Dónde
Entradas = ORI y CLK
X = El reloj puede ser un flanco positivo o negativo
Salidas = Q0, Q1, Q2, Q3.
De la tabla, podemos observar que '1' se desplaza diagonalmente de Q0 a Q3 y nuevamente se desplaza de nuevo a 'Q0'. Entonces esto muestra que funciona como un contador de anillo.
Programa Verilog HDL para contador de anillo
módulo dff (q, d, c)
salida q
entrada d, c
reg q
inicial
q = 1’b1
siempre @ (posedge c)
q = d
módulo final
módulo dff1 (q, d, clk)
salida q
entrada d, clk
reg q
inicial
q = 1’b0
siempre @ (posedge clk)
q = d
endmodule
anillo de módulo (q, clk)
inout [3: 0] q
entrada clk
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
módulo final
Diagrama de tiempo del contador de anillo
El diagrama de tiempo del contador de anillo se muestra a continuación.
diagrama de tiempo del contador de anillo
Clasificación de contadores de anillo
Los contadores de anillo se clasifican en dos:
Tipo recto
El nombre alternativo de un tipo directo es 'un contador caliente', donde la salida del flip flop final se da como retroalimentación a la entrada del flip flop inicial. Donde el dígito binario 0/1 circula en forma de anillo. Se utilizan dos señales de control preestablecidas (PR) y la señal de reloj (CLK). Donde PR está conectado a FF 0 y CLR se le da a FF3. El siguiente es el diagrama de bloques del contador de anillo recto de 4 etapas.
contador de anillo recto
Tabla de verdad del contador de tipo anillo recto
tabla-de-verdad-de-tipo-recto
Diagrama de tiempo de tipo recto
diagrama de tiempo de tipo recto
Tipo retorcido
El nombre alternativo del tipo trenzado es contador de cola / caminar / tipo Johnson. La salida complementada del flip flop final es una retroalimentación a la entrada del flip flop inicial. Donde la corriente de unos y ceros fluye en forma de anillo. El contador de tipo trenzado utiliza dos señales de control como CLK y ORI. Donde CLK y ORI son comunes a las cuatro chanclas. El siguiente es el diagrama de bloques del contador tipo anillo trenzado de 4 etapas.
Tabla de verdad de tipo retorcido
O | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Tercer trimestre |
Pulso bajo | X | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Diagrama de tiempo del tipo trenzado
El diagrama de tiempos del tipo trenzado se muestra a continuación.
diagrama-de-tiempo-del-tipo-johnson
Diferencia entre el contador de tipo de anillo y el contador de tipo Johnson
Las siguientes son la comparación entre el contador de anillo y el contador Johnson
Contador de anillo | Contador Johnson |
| La salida del último flip-flop se da como entrada al flip-flop inicial. | La salida del último flip-flop se complementa y se da como entrada al flip-flop inicial. |
| Número de estados = Número de chanclas utilizadas | Si se utiliza 'n' número de chanclas, entonces se requiere '2n' número de estados. |
| Aporte frecuencia = n | Frecuencia de entrada = f |
| Frecuencia de salida = f / n | Frecuencia de salida = f / 2n |
| Total de estados no utilizados = (2norte- n) | Total de estados no utilizados = (2norte- 2n) |
Ventajas
Las ventajas son
Desventajas
Las desventajas son
- De 15 estados, se utilizan 4 estados
- No arranca automáticamente.
Aplicaciones
Las siguientes son las aplicaciones
- Contador de frecuencias
- ADC
- Relojes digitales
- Mide temporizadores y velocidad, etc.
Preguntas frecuentes
1). ¿Cuántos estados hay en el contador de anillo de 10 bits?
Se utilizan 10 estados en el contador de anillo de 10 bits.
2). ¿Qué es el contador asíncrono?
Un contador asíncrono funciona de forma asíncrona, es decir, es independiente del pulso de reloj. Tiene 2n - 1 estados.
3). ¿Qué es un mod de contador?
Otro nombre para un contador de modulación es el contador de módulo. Se define como el número de estados de un contador.
4). ¿Qué quiere decir con el contador de Johnson?
El contador Johnson es un tipo de contador de anillo, donde la salida del último flip-flop se complementa y se retroalimenta a la entrada del primer flip-flop. El número de estados utilizados es 2n.
5). ¿Qué es un contador de división por N?
Dividido por N contador significa la división de la frecuencia del reloj de entrada por N.
6). ¿Qué quiere decir con el registro de desplazamiento SISO?
Un registro SISOshift es una entrada en serie que sale del registro, donde los datos de entrada y salida se procesan en serie uno tras otro y el resultado se almacena en el registro.
Por lo tanto, un contador es un componente importante de los electrones digitales. Se clasifican en contadores síncronos (tipo anillo y trenzado) y asíncronos. Por lo tanto, esta es una descripción general de un contador de anillo que usa dos señales de control, reloj y preestablecido. En función de estas señales, operan en formato de anillo, por lo que se denomina contador de anillo, y se clasifican además como tipo recto y retorcido. Donde cada mostrador tiene su propio diseño, ventajas y desventajas.
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