Asynkron teller

Hva er en teller?

En teller er en enhet som kan telle en bestemt hendelse på grunnlag av hvor mange ganger den spesielle hendelsen (e) har skjedd. I et eller flere digitale logikksystemer kan denne telleren telle og lagre hvor lenge en bestemt hendelse eller prosess har skjedd, avhengig av et klokkesignal. Den vanligste typen teller er sekvensiell digital logikkrets med en enkelt klokkeinngang og flere utganger. Utgangene representerer binære eller binære kodede desimaltall. Hver klokkepuls øker enten antallet eller reduserer antallet.

Hva er asynkront?

Asynkron står for fravær av synkronisering. Noe som ikke eksisterer eller forekommer samtidig. I databehandling eller telekommunikasjonsstrøm står Asynchronous for å kontrollere driftstimingen ved å sende en puls bare når den forrige operasjonen er fullført i stedet for å sende den med jevne mellomrom.

Asynkron teller

Nå forsto vi at det som er mot og hva som er betydningen av ordet asynkront . En asynkron teller kan telle ved hjelp av asynkron klokkeinngang. Teller kan enkelt lages ved hjelp av flip-flops. Ettersom tellingen avhenger av klokkesignalet, i tilfelle en asynkron teller, blir skiftende tilstandsbiter gitt som kloksignalet til de påfølgende flip-flops. Disse flip-flops er seriekoblet sammen, og klokkepulsen ripper gjennom disken. På grunn av ringklokkepulsen kalles det ofte en ringteller. En asynkron teller kan telle 2 ⁿ - 1 mulige tellingstilstander.

Asynkron avkortet teller og tiårteller

Siden det er et maksimalt utgangsnummer for asynkrone tellere som MOD-16 med en oppløsning på 4-bit, er det også muligheter for å bruke en grunnleggende asynkron teller i en konfigurasjon at telletilstanden vil være mindre enn deres maksimale utgangsnummer. Modulo- eller MOD-tellere er en av disse typene tellere. Konfigurasjonen er laget på en slik måte at telleren vil nullstille seg til null ved en forhåndskonfigurert verdi og har avkortede sekvenser.

Så hvis en teller med det spesifikke antall oppløsninger (n-bit oppløsning) teller opp til kalles som full sekvens teller, og på den annen side, hvis den er teller mindre enn maksimalt antall, kalles den som en avkortet teller.

For å få fordelen av de asynkrone inngangene i flipflop, kan asynkron avkortet teller brukes med kombinasjonslogikk.

Modulo 16 asynkron teller kan modifiseres ved hjelp av flere logiske porter og kan brukes på en slik måte at utgangen vil gi et tiår (delt på 10) tellerutgang, noe som er nyttig når man teller standard desimaltall eller i aritmetiske kretser. Denne typen tellere kalt Decade Counters.

Decade Counters krever tilbakestilling til null når utgangen når en desimalverdi på 10.

Hvis vi teller 0-9 (10 trinn) vil det binære tallet være -

Antall teller	Binært nummer	Desimalverdi
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

Så når utgangen når 1001 (BCD = 9), må telleren nullstilles. For å tilbakestille telleren, må vi mate denne tilstanden tilbake til tilbakestillingsinngangen. Teller som teller 0000 (BCD = 0) til 1001 (BCD = 9), blir referert til som BCD eller binærkodet desimalteller.

Timing Diagram of Asynchronous Decade Counter and its Truth Table

I bildet ovenfor brukte en grunnleggende asynkron teller som tiårstellerkonfigurasjon ved bruk av 4 JK Flip-Flops og en NAND-gate 74LS10D. Den asynkrone telleren teller oppover på hver klokkepuls fra 0000 (BCD = 0) til 1001 (BCD = 9). Hver JK-flip-flop-utgang gir binært siffer, og binærutgangen mates inn i neste påfølgende flip-flop som en klokkeinngang. I den endelige utgangen 1001, som er 9 i desimal, er utgangen D som er mest signifikant bit og utgangen A som er en minst signifikant bit, i logikk 1. Disse to utgangene er koblet over 74LS10Ds inngang. Når neste klokkepuls mottas, går utgangen på 74LS10D tilbake til tilstanden fra Logic High eller 1 til Logic Low eller 0.

I en slik situasjon når 74LS10D endrer utgangen, blir 74LS73 JK-flip-flops tilbakestilt ettersom utgangen til NAND-porten er koblet over 74LS73 CLEAR-inngang. Når flipp-floppene ble tilbakestilt, ble utgangen fra D til A alle 0000 og utgangen fra NAND-gate tilbakestilt tilbake til Logikk 1. Med en slik konfigurasjon ble den øvre kretsen vist på bildet Modulo-10 eller en tiårteller.

Den sannhetstabell av dekadetelleren er vist i den neste tabell

Clock Pulse	Desimalverdi	Utgang - D	Utgang - C	Utgang - B	Utgang - 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

Bildet nedenfor viser tidsdiagrammet og de 4 utgangene på klokkesignalet. Tilbakestillingspulsen er også vist i diagrammet.

Opprette asynkron teller, eksempel og brukervennlighet

Vi kan endre tellesyklusen for den asynkrone telleren ved hjelp av metoden som brukes til å trunke telleutgangen. For andre tellesykluser kan vi endre inngangsforbindelsen over NAND gate eller legge til andre konfigurasjoner for logiske porter.

Som vi diskuterte tidligere, er at maksimal modul kan implementeres med n antall flip-flops 2 ⁿ. For dette, hvis vi ønsker å designe en avkortet asynkron teller, bør vi finne ut den laveste effekten av to, som enten er større eller lik ønsket modul.

Hvis vi for eksempel vil telle 0 til 56 eller mod - 57 og gjenta fra 0, er det høyeste antall flip-flops som kreves n = 6, noe som gir maksimal modulus på 64. Hvis vi velger færre antall flip-flops modulus vil ikke være tilstrekkelig til å telle tallene fra 0 til 56. Hvis vi velger n = 5, vil maksimum MOD være = 32, noe som er utilstrekkelig for tellingen.

Vi kan kaskade to eller flere 4-bits ringteller og konfigurere hver enkelt person som " delt med 16" eller " delt med 8" formasjoner for å få MOD-128 eller mer spesifisert teller.

I 74LS-segmentet kan 7493 IC konfigureres på en slik måte, som om vi konfigurerer 7493 som " delt med 16 " teller og kaskader en annen 7493 brikkesett som en " delt med 8 " teller, vil vi få en " divider med 128" frekvens deler.

Andre IC-er som 74LS90 tilbyr programmerbar ringteller eller divider som kan konfigureres som en divisjon med 2, divider med 3 eller divider med 5 eller andre kombinasjoner også.

På den annen side er 74LS390 et annet fleksibelt valg som kan brukes for stor divisjon med et tall fra 2 til 50 100 og andre kombinasjoner også.

Frekvensdelere

En av de beste bruksområdene til den asynkrone telleren er å bruke den som en frekvensdeler. Vi kan redusere høy klokkefrekvens ned til en brukbar, stabil verdi mye lavere enn den faktiske høyfrekvente klokken. Dette er veldig nyttig når det gjelder digital elektronikk, tidsrelaterte applikasjoner, digitale klokker, avbruddskildegeneratorer.

Anta at vi bruker klassisk NE555 timer IC, som er en monostabil / astabel multivibrator, som kjører på 260 kilohertz og stabiliteten er +/- 2%. Vi kan enkelt legge til en “ Divided by 2” 18-bit ringteller og få 1 Hz stabil utgang som kan brukes til å generere 1 sekund forsinkelse eller 1 sekund av pulsen som er nyttig for digitale klokker.

Dette er en enkel krets for å produsere stabil frekvens eller timing fra en ustabil kilde ved å dele frekvensen ved hjelp av ringteller. Mer presise krystalloscillatorer kan produsere presis høy frekvens enn signalgeneratorene.

Fordeler og ulemper ved asynkron teller

Asynkrone tellere kan enkelt bygges ved hjelp av type D-flip-flops. De kan implementeres ved hjelp av " divide by n " motkrets, som gir mye mer fleksibilitet i større telleområdet relaterte applikasjoner, og den avkortede telleren kan produsere et hvilket som helst modulantall.

Men til tross for disse funksjonene, tilbyr asynkron teller noen begrensninger og ulemper.

Mens du bruker den asynkrone telleren, kreves det en ytterligere re-synkronisering av utgangsslippene for å synkronisere flipflopsene. Også, for den avkortede sekvenstellingen, når den ikke er lik, er det nødvendig med ekstra tilbakemeldingslogikk.

Når man teller et stort antall bit, på grunn av kjedesystemet, ble forplantningsforsinkelsen av påfølgende trinn for stor, noe som er veldig vanskelig å kvitte seg med. I en slik situasjon er synkrone tellere raskere og pålitelig. Det er også tellefeil i Asynchronous Counter når høye klokkefrekvenser brukes over den.