Ein Zähler ist eine sequentielle Schaltung, die die Anzahl der vom Takteingang erzeugten Impulse zählt. Der Zähler ist eine der Hauptanwendungen von Flip-Flops. Es gibt auch verschiedene Arten des Zählers.
Der Wert des Zählers stellt die Anzahl der am Takteingang eingetroffenen Taktimpulse dar. Wenn die Taktimpulse aufsteigend gezählt werden, spricht man von Zähler. Im Abwärtszähler wird der Zählwert beim Eintreffen jedes Taktimpulses um eins dekrementiert.
Zu merkende Punkte
Wie bereits erwähnt, kann ein Zähler die Impulse zählen, sodass ein n-Bit-Binärzähler bis zu n Bits zählen kann. Der n-Bit-Zähler hat n Anzahl von Flip-Flops und hat 2n verschiedene Ausgangszustände.
Zum Beispiel hat 2-Bit-Zähler 2 Flip-Lops und hat 22 = 4 verschiedene Zustände(00, 01, 10, 11). In ähnlicher Weise hat der 3-Bit-Zähler 3 Flip-Flops und 23 = 8 verschiedene Zustände(000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111).
Jeder Binärzähler hat eine maximale Zählgrenze, die durch 2n – 1 gegeben ist. Beispielsweise kann ein 3-Bit-Zähler eine maximale Anzahl von 23 – 1 = 7 haben (in Binärform entspricht dies ‚111‘).
Nach Erreichen der maximalen Zählung eines Zählers setzt sich der Zähler für den nächsten Takteingang zurück und beginnt erneut zu zählen.
Die Gesamtzahl der Zählungen, die ein Zähler zählt, wird als Zählermodul bezeichnet. Es ist auch die Anzahl der verschiedenen Zustände, die ein Zähler haben kann. Zum Beispiel hat der Mod-3-Zähler 8 stabile Zustände und eine Gesamtzahl von 8. Es zeigt an, dass der Modul des 3-Bit-Zählers 8 ist.
Zählertypen in digitalen Schaltungen
Zähler sind mit einer Reihe von Flip-Flops aufgebaut. Basierend auf dem Eingang und den Taktimpulsen, die den Flip-Flops gegeben werden, gibt es verschiedene Arten von Zählern, wie unten aufgeführt.
- Asynchrone zähler
- Synchron zähler
- Jahrzehnt zähler
- Ring zähler
- Johnson zähler
Asynchrone zähler
Es besteht aus einer reihe von flip-flops, in die der ausgang von jeder flip-flops flop mit dem Takteingang des nächsthöheren Flipflops verbunden ist. Die Flip-Flops im asynchronen Zähler werden einzeln ausgelöst, dh sie sind nicht synchronisiert. Es wird auch als Welligkeitszähler bezeichnet.
Synchron zähler
Wenn jeder flip flop in die zähler ist ausgelöst zur gleichen zeit durch die uhr puls eingang, es ist sagte zu werden synchron zähler.
Dekadenzähler
Ein Dekadenzähler ist einer der Zählertypen, mit dem 10 Zustände (0 bis 9) gezählt und danach in den Ausgangszustand zurückgesetzt werden können. Es wird auch als BCD-Zähler bezeichnet, da es von o bis 9 zählt.
Ringzähler
Wenn der Ausgang eines Flip-Flops als Eingang des nächsten unmittelbaren Flip-Flops gegeben ist. Auch wird der Ausgang des letzten Flip-Flops als Eingang dem ersten Flip-Flop zugeführt, das eine ringförmige Struktur bildet. Dann wird ein solcher Zähler als Ringzähler bezeichnet.
Johnson Counter
Hier sind die Flip-Flops kaskadiert, wobei der Ausgang jedes Flip-Flops als Eingang des nächsten unmittelbaren Flip-Lops gegeben ist. Der Komplementausgang des letzten Flipflops wird als Eingang des ersten Flipflops gespeist.
Wie Sie feststellen können, ähnelt der Johnson-Zähler dem Ringzähler mit einem kleinen Unterschied. Bei einem Ringzähler wird der Normalausgang dem Eingang des ersten Flip-Flops zugeführt, während bei einem Johnson-Zähler der Komplementausgang dem ersten Flip-Flop zugeführt wird. Es wird auch als verdrillter Ringzähler bezeichnet.
Lassen Sie uns in den nächsten Kapiteln alle Zähler im Detail kennenlernen.
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