Eşzamansız sayaç

Sayaç nedir?

Sayaç, belirli olay (lar) ın kaç kez meydana geldiğine bağlı olarak herhangi bir belirli olayı sayabilen bir cihazdır. Dijital bir mantık sisteminde veya bilgisayarlarda, bu sayaç, bir saat sinyaline bağlı olarak herhangi bir olay veya işlemin meydana geldiği zamanı sayabilir ve saklayabilir. En yaygın sayaç tipi, tek bir saat girişi ve çoklu çıkışları olan sıralı dijital mantık devresidir. Çıktılar, ikili veya ikili kodlu ondalık sayıları temsil eder. Her saat darbesi, sayıyı artırır veya sayıyı azaltır.

Eşzamansız nedir?

Asenkron, senkronizasyonun olmaması anlamına gelir. Aynı anda var olmayan veya gerçekleşmeyen bir şey. Bilgi işlem veya telekomünikasyon akışında, Asenkron, düzenli aralıklarla göndermek yerine yalnızca önceki işlem tamamlandığında bir darbe göndererek işlem zamanlamasını kontrol etmek anlamına gelir.

Eşzamansız Sayaç

Şimdi, neyin karşı olduğunu ve Asenkron kelimesinin anlamının ne olduğunu anladık. Eşzamansız bir sayaç, Eşzamansız saat girişi kullanılarak sayılabilir. Sayaçlar, parmak arası terlikler kullanılarak kolayca yapılabilir. Sayım, saat sinyaline bağlı olduğundan, bir Asenkron sayaç durumunda, sonraki flip-floplara saat sinyali olarak değişen durum bitleri sağlanır. Bu Flip-floplar seri olarak birbirine bağlıdır ve saat darbesi sayaçta dalgalanır. Dalgalı saat darbesi nedeniyle buna genellikle dalgalanma sayacı denir. Bir Asenkron sayaç, 2 ⁿ - 1 olası sayma durumunu sayabilir.

Eşzamansız Kesilmiş Sayaç ve On Yıl Sayacı

4 bit çözünürlüğe sahip MOD-16 gibi Asenkron sayaçlar için maksimum çıkış sayısı olduğundan, sayma durumunun maksimum çıkış sayısından daha az olacağı bir konfigürasyonda temel bir Asenkron sayaç kullanma olanakları da vardır. Modulo veya MOD sayaçları bu tür sayaçlardan biridir. Konfigürasyon, sayacın kendisini önceden konfigüre edilmiş bir değerde sıfırlayacağı ve kesilmiş sekanslara sahip olacağı şekilde yapılmıştır.

Bu nedenle, belirli sayıda çözünürlüğe (n-bit Çözünürlük) kadar sayılan bir sayaç, tam sıra sayacı olarak adlandırılırsa, diğer yandan, maksimum sayıdan daha az sayılırsa, kesilmiş sayaç olarak adlandırılır.

İki duraklıdaki asenkron girişlerin avantajını elde etmek için, Asenkron Kesikli sayaç kombinasyonel mantık ile kullanılabilir.

Modulo 16 asenkron sayacı, ek mantık kapıları kullanılarak değiştirilebilir ve çıkışın, standart ondalık sayıları saymada veya aritmetik devrelerde yararlı olan on yıllık (10'a bölünmüş) bir sayaç çıkışı verecek şekilde kullanılabilir. Bu tür sayaçlara On Yıl Sayaçları denir.

Onluk Sayaçlar, çıkış ondalık 10 değerine ulaştığında sıfırlanmayı gerektirir.

0-9 (10 adım) sayarsak, ikili sayı -

Sayı Sayısı	İkili numara	Ondalık Değer
0	0000	0
1	0001	1
2	0010	2
3	0011	3
4	0100	4
5	0101	5
6	0110	6
7	0111	7
8	1000	8
9	1001	9

Dolayısıyla, çıkış 1001'e (BCD = 9) ulaştığında, sayacın sıfırlanması gerekir. Sayacı sıfırlamak için, bu koşulu sıfırlama girişine geri beslememiz gerekir. 0000 (BCD = 0) ila 1001 (BCD = 9) arasında sayan sayaç, BCD veya İkili kodlu Ondalık sayaç olarak adlandırılır.

Asenkron On Yıl Sayacının Zamanlama Şeması ve Doğruluk Tablosu

Yukarıdaki görüntüde, 4 JK Flip-Flop ve bir NAND geçidi 74LS10D kullanan on yıllık sayaç konfigürasyonu olarak kullanılan temel bir Asenkron sayaç. Eşzamansız sayaç, 0000 (BCD = 0) ile 1001 (BCD = 9) arasındaki her saat darbesinde yukarı doğru sayar. Her JK flip-flop çıkışı ikili rakam sağlar ve ikili çıkış, bir sonraki sonraki flip-flop'a saat girişi olarak beslenir. Ondalık olarak 9 olan son çıktı 1001'de, En Önemli bit olan D çıkışı ve En Az Anlamlı bit olan Çıkış A, Mantık 1'dedir. Bu iki çıkış 74LS10D'nin girişine bağlanır. Bir sonraki saat darbesi alındığında, 74LS10D'nin çıkışı, durumu Mantık Yüksek veya 1'den Mantık Düşük veya 0'a döndürür.

Böyle bir durumda 74LS10D çıkışı değiştirdiğinde, 74LS73 JK Flip-flopları NAND geçidinin çıkışı 74LS73 CLEAR girişine bağlandığından sıfırlanacaktır. Flip-floplar sıfırlandığında, D'den A'ya çıkış 0000 oldu ve NAND geçidinin çıkışı tekrar Mantık 1'e sıfırlandı. Böyle bir konfigürasyonla, görüntüde gösterilen üst devre Modulo-10 veya on yıllık bir sayaç haline geldi.

Decade sayacının Doğrulama tablosu sonraki masanın gösterilmektedir

Saat Darbesi	Ondalık Değer	Çıkış - D	Çıktı - C	Çıkış - B	Çıkış - A
1	0	0	0	0	0
2	1	0	0	0	1
3	2	0	0	1	0
4	3	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

Aşağıdaki görüntü, zamanlama diyagramını ve saat sinyalindeki 4 çıkış durumunu göstermektedir. Sıfırlama darbesi de diyagramda gösterilmektedir.

Eşzamansız Sayaç, Örnek ve Kullanılabilirlik Oluşturma

Sayaç çıktısının kesilmesinde kullanılan yöntemi kullanarak Asenkron sayaç için sayma döngüsünü değiştirebiliriz. Diğer sayma döngüleri için, giriş bağlantısını NAND geçidi boyunca değiştirebilir veya başka mantık geçitleri yapılandırması ekleyebiliriz.

Daha önce tartıştığımız gibi, n sayıda flip-flop ile uygulanabilecek maksimum modül 2 ^n'dir. Bunun için, kesilmiş bir asenkron sayaç tasarlamak istiyorsak, ikinin en düşük gücünü bulmalıyız, ki bu bizim istediğimiz modülden daha büyük veya ona eşittir.

Örneğin, 0'dan 56'ya veya mod - 57'ye kadar saymak ve 0'dan tekrarlamak istersek, gereken en yüksek flip-flop sayısı n = 6'dır ve bu da maksimum 64 modülünü verir. Daha az sayıda flip-flop seçersek, 0'dan 56'ya kadar olan sayıları saymak için modül yeterli olmayacaktır. Eğer n = 5'i seçersek maksimum MOD = 32 olacaktır, bu sayım için yetersizdir.

İki veya daha fazla 4-bit dalgalanma sayacını kademelendirebilir ve her bir bireyi " 16'ya bölünmüş" veya " 8'e bölünmüş" oluşumlar şeklinde yapılandırarak MOD-128 veya daha fazla belirlenmiş sayacı alabiliriz.

74LS segmentinde, 7493 IC, 7493'ü " 16'ya bölünmüş " sayaç olarak yapılandırırsak ve başka bir 7493 yonga setini " 8'e bölünmüş " sayaç olarak basamaklandırırsak, " 128'e bölme" frekansı elde edeceğiz. bölücü.

Gibi diğer IC 74LS90 bir şekilde yapılandırılabilir teklif programlanabilir dalga sayacı veya bölücü 3 ile 2, bölme bölme ya da 5 bölme zamanda ya da kombinasyon.

Öte yandan, 74LS390 gelen bir dizi büyük bölme için kullanılabilen bir başka esnek bir seçimdir 50.100, 2 ve bunların diğer kombinasyonları da.

Frekans Bölücüler

Eşzamansız sayacın en iyi kullanımlarından biri, onu bir frekans bölücü olarak kullanmaktır. Yüksek saat frekansını, gerçek yüksek frekanslı saatten çok daha düşük kullanılabilir, kararlı bir değere indirebiliriz. Bu, dijital elektronikler, zamanlama ile ilgili uygulamalar, dijital saatler, kesinti kaynak jeneratörleri durumunda çok kullanışlıdır.

260 kilohertz'de çalışan ve kararlılığın +/-% 2 olan Monostable / Astable Multivibrator olan klasik NE555 timer IC kullandığımızı varsayalım. Dijital saatler için kullanışlı olan 1 saniyelik gecikme veya 1 saniyelik darbe oluşturmak için kullanılabilen “2'ye bölünmüş” 18 bit dalgalanma sayacını kolayca ekleyebilir ve 1 Hz kararlı çıktı elde edebiliriz.

Bu, dalgalı sayaç kullanarak frekansı bölerek kararsız bir kaynaktan kararlı frekans veya zamanlama üretmek için basit bir devredir. Daha hassas kristal osilatörler, sinyal oluşturuculardan farklı olarak hassas yüksek frekans üretebilirler.

Asenkron Sayacın Avantaj ve Dezavantajları

Asenkron sayaçlar , D Tipi parmak arası terlikler kullanılarak kolayca oluşturulabilir. Daha geniş sayma aralığı ile ilgili uygulamalarda çok daha fazla esneklik sunan " n'ye böl " sayaç devresi kullanılarak uygulanabilir ve kesilmiş sayaç herhangi bir modül sayısı sayısını üretebilir.

Ancak, bu özelliklere rağmen, Eşzamansız sayaç bazı sınırlamalar ve dezavantajlar sunar.

Eşzamansız sayacı kullanırken, iki duraklıları yeniden eşzamanlamak için ek bir yeniden eşzamanlı çıktı parmak arası terlik gerekir. Ayrıca, kesilmiş dizi sayımı için, eşit olmadığında ekstra geri besleme mantığına ihtiyaç vardır.

Zincir sistemi nedeniyle çok sayıda bit sayılırken, ardışık aşamalardan kaynaklanan yayılma gecikmesi çok büyük hale geldi ve bu da kurtulmak için çok zor oldu. Böyle bir durumda Senkron sayaçlar daha hızlı ve güvenilirdir. Asynchronous Counter'da yüksek saat frekansları uygulandığında sayma hataları da oluyor.