Senkron 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.

Eşzamanlı, genellikle zamana dayalı olarak başkalarıyla uyumlu olan bir şeyi ifade eder. Senkron sinyaller aynı saat hızında oluşur ve tüm saatler aynı referans saatini izler.

Bir önceki Asenkron Sayaç eğitiminde, bu sayacın çıktısının doğrudan bir sonraki sayacın girişine bağlandığını ve bir zincir sistemi oluşturduğunu gördük ve bu zincir sistemi yayılma gecikmesi nedeniyle sayma aşamasında ortaya çıkıyor ve sayma gecikmeleri yaratıyor. Senkron sayaçta, tüm parmak arası terliklerdeki saat girişi aynı kaynağı kullanır ve aynı anda aynı saat sinyalini oluşturur. Dolayısıyla, aynı kaynaktan aynı saat sinyalini aynı anda kullanan bir sayaca Senkron sayaç denir.

Senkron Yukarı Sayaç

Yukarıdaki resimde Senkron yukarı sayaç olan temel Senkron sayaç tasarımı gösterilmektedir. Bir 4 bitlik Senkron kadar sayaç (ikili olarak 0000) 0 ve artış sadece saymak veya (ikili 1111) 15 yukarı doğru sayısı ve sıfırlama alarak yeni bir sayım döngüsü başlatmak için başlar. Çalışma frekansı, aynı aralıktaki Asenkron sayaçtan çok daha yüksektir. Ayrıca, tüm flip-floplar veya sayaç aşaması paralel saat kaynağında olduğundan ve saat tüm sayaçları aynı anda tetiklediğinden, senkron sayaçta yayılma gecikmesi yoktur.

Harici saat, tüm JK Flip-flop'lara aynı anda paralel bir şekilde doğrudan sağlanır. Devreyi görürsek, bu 4 bitlik senkron sayaçtaki en az anlamlı bit olan ilk flip-flop, FFA, J ve K pini aracılığıyla bir Logic 1 harici girişine bağlanır. Bu bağlantı nedeniyle, Mantık 1 sinyali boyunca YÜKSEK mantık, her saat darbesinde ilk iki durumlu düğmenin durumunu değiştirir.

Sonraki aşama, ikinci flip-flop FFB, J ve K'nin giriş pini, birinci Flip-flop'un çıkışına bağlanır. FFC ve FFD durumunda, iki ayrı AND geçidi, bunlar arasında gerekli mantığı sağlar. Bu AND geçitleri, önceki aşamadaki flip-flop'ların giriş ve çıkışlarını kullanarak mantık oluşturur.

Her bir flip-flopun durumunu, önceki tüm flip-flop çıkışlarının mantıkta YÜKSEK olup olmadığına bağlı olarak değiştirdiği bir durum oluşturarak Asenkron sayaçta kullanılan aynı sayma sırasını oluşturabiliriz. Ancak bu senaryoda, tüm parmak arası terlikler aynı anda saatli olduğu için dalgalanma etkisi olmayacaktır.

Senkron Aşağı Sayacı

VE bölümündeki küçük değişiklikler ve JK flip-flop'tan ters çevrilmiş çıkışı kullanarak Senkron Aşağı Sayacı oluşturabiliriz. 4 bitlik Senkron aşağı sayaç 15'ten (ikili olarak 1111) saymaya başlar ve 0 veya 0000'a doğru azalır veya aşağı doğru sayar ve bundan sonra sıfırlanarak yeni bir sayma döngüsü başlatır. In senkron aşağı sayacıAND Geçidi girişi değiştirilir. İlk Flip-flop FFA girişi, önceki Senkron yukarı sayaçta kullandığımızla aynı. İlk flip-flopun çıkışını sonraki sonraki flip-flop'a doğrudan beslemek yerine, sonraki flip-flop FFB boyunca J ve K girişi vermek için kullanılan ve aynı zamanda AND boyunca giriş pini olarak kullanılan tersine çevrilmiş çıkış pini kullanıyoruz. kapı. Önceki devrede olduğu gibi, iki AND geçidi, sonraki iki Flip-flop FFC ve FFD için gerekli mantığı sağlıyor.

Senkron Sayaç Zamanlama Şeması

Yukarıdaki görüntüde, flip-floplarda saat girişi ve çıkış zamanlama diyagramı gösterilmektedir. Her saat darbesinde, Senkron sayaç sırayla sayar. Dört çıkış pinindeki sayma çıkışı, 4-bit Senkron yukarı sayaç için ikili 0000'den 1111'e kadar 0'dan 15'e artışlıdır. 15 veya 1111'den sonra, sayaç 0 veya 0000'a sıfırlanır ve yeni bir sayım döngüsü ile bir kez daha sayılır.

Tersine çevrilmiş çıktının AND geçidi boyunca bağlandığı Senkron aşağı sayaç için, tam tersi sayma adımı gerçekleşir. Sayaç, 15 veya 1111'den 0 veya 0000'e saymaya başlar ve ardından yeni bir sayma döngüsü başlatmak için yeniden başlatılır ve tekrar 15 veya 0000'dan başlar.

4 bit Senkron On Yıl Sayacı

Eşzamansız sayaç, on yıl sayacı veya 0'ı sayabilen BCD sayacı ile aynı basamaklı flip-floplar yapılabilir. Eşzamansız sayaç ile aynı şekilde, modulo veya MOD numarasıyla "n'ye böl" özelliğine sahip olacaktır. Senkron sayacın MOD sayısını artırmamız gerekiyor (Yukarı veya Aşağı konfigürasyonda olabilir).

İşte 4-bit Senkron On Yıl sayaç devresi gösterilmektedir.

Yukarıdaki devre, 0'dan 9'a kadar sayım dizisi üreten Senkron ikili sayaç kullanılarak yapılır. İstenen durum dizisi için ve bu ikili sayacı on yıllık sayaca (taban 10 sayı, Ondalık) dönüştürmek için ek mantık uygulanır. Çıkış 9 veya 1001'e ulaştığında, sayaç 0000'a sıfırlanacak ve tekrar 1001'e kadar sayacaktır.

Yukarıdaki devrede, AND geçitleri, sayma sırasının 9 veya 1001'e ulaştığını tespit edecek ve soldan üçüncü bir flip-flopun durumunu, FFC'nin durumunu bir sonraki saat darbesinde değiştirmek için değiştirecektir. Sayaç daha sonra 000'a sıfırlanır ve tekrar 1001'e ulaşılana kadar saymaya başlar.

VE kapılarının konumunu değiştirirsek, yukarıdaki devreden MOD-12 yapılabilir ve 0'dan (ikili olarak 0000) 11'e (ikili olarak 1011) 12 durumu sayacak ve ardından 0'a sıfırlayacaktır.

Trigger Pulse ile ilgili bilgiler

İki tür kenar tetiklemeli parmak arası terlik mevcuttur, Pozitif kenar veya Negatif kenar.

Pozitif Kenar veya Yükselen Kenar flip-flopları, saat girişi durumunu Mantık 0'dan Mantık 1'e, diğer bir terimle Mantık Düşük Mantık Yüksek'e değiştirdiğinde tek bir adım sayar.

Öte yandan, Negatif Kenar veya düşen Kenar flip-flopları, saat girişi durumunu Mantık 1'den Mantık 0'a, diğer bir deyişle Mantık Yüksek Mantık Düşük'e değiştirdiğinde tek bir adım sayar.

Dalgalanma sayaçları, durumu değiştirmek için düşen kenar veya negatif kenar tetiklemeli saat artılarını kullanır. Bunun arkasında bir sebep var. Bir sayacın En Önemli biti, bir sonraki sayacın saat girişini sürdürebileceğinden, sayaçları birlikte kademelendirmeyi kolaylaştıracak.

Senkron sayaç teklifi, sayaç bağlama ile ilgili uygulama için pini yerine getirir ve taşır. Bundan dolayı, devre içinde yayılma gecikmesi yoktur.

Senkron Sayacın Avantaj ve Dezavantajları

Artık Senkron sayacı ve Asenkron sayaç ile Senkron sayaç arasındaki farkın ne olduğunu biliyoruz. Senkron sayaç, Asenkron sayaçta gelen birçok sınırlamayı ortadan kaldırır.

Senkron karşı avantajları AŞAĞIDAKİ gibidir

Eşzamansız sayaçtan tasarlanması daha kolaydır.
Aynı anda hareket eder.
Bununla ilişkili yayılma gecikmesi yok.
Sayım dizisi mantık kapıları kullanılarak kontrol edilir, hata şansı daha düşüktür.
Eşzamansız sayaçtan daha hızlı çalışma.

Pek çok avantajı olmasına rağmen, Senkron sayaç ile çalışmanın önemli bir dezavantajı, gerçekleştirmek için çok fazla ekstra mantık gerektirmesidir.

Senkron Sayaç Kullanımı

Senkron sayaçların kullanıldığı az sayıda uygulama-

Makine Hareket kontrolü
Motor RPM sayacı
Döner Şaft Kodlayıcılar
Dijital saat veya puls üreteçleri.
Dijital Saat ve Alarm sistemleri.