Tellers zijn sequentiële schakelingen waarvan de functie is om de puls, frequentie en tijd van het signaal te tellen met behulp van een enkel kloksignaal. Het is een belangrijk onderdeel van digitale electronica omdat hele elektronische apparaten op tellers werken. Ze zijn ontworpen door een (vergelijkbare of verschillende) set flip-flops te groeperen. Tellers werken in verschillende modi van modules, die worden weergegeven door het aantal toestanden van de cyclus. Er zijn twee soorten balies , ze zijn synchrone en asynchrone teller. De synchrone teller werkt op basis van het ingangskloksignaal en de asynchrone teller is onafhankelijk van het ingangskloksignaal. De synchrone teller is een schuifregister teller die verder wordt geclassificeerd als een ringteller en een getwiste ringteller.
Wat is een belteller?
Definitie: Een ringteller is ook wel bekend als SISO ( serie in serie uit ) schuifregisterteller, waarbij de uitgang van de flip-flop is verbonden met de ingang van de flip-flop die als ringteller fungeert. Het ontwerp van de ringteller kan worden gedaan door er vier te gebruiken D-teenslippers met een gemeenschappelijk kloksignaal en overheersende ingang kan worden aangesloten op voorinstelling en wissen.
blokdiagram-van-ringteller
Uit het bovenstaande diagram,
1). Het aantal gebruikte toestanden is 4 (waarbij aantal toestanden = aantal gebruikte flip-flops).
2). Vooraf ingesteld of Wissen: De belangrijkste functie hiervan is dat als het ingangskloksignaal verandert, de uitgangswaarde ook wordt gewijzigd.
De aansluitingen worden als volgt gemaakt
- Een ingang is verbonden met de eerste flip-flop ff0-Q0,
- Een andere ingang is verbonden met CLR van de andere drie flip-flops zoals ff1, ff2, ff3.
Werktheorie
Laten we bijvoorbeeld een voorwaarde nemen waarbij pre-set = ‘0000’, dan is de verkregen output bij elke flip-flop als volgt. Voor FF0 is de output bij Q0 ‘1’, terwijl bij andere flip-flops zoals ff, ff2, ff3 (die verbonden zijn met clear waar CLR = 0) de outputs worden verkregen bij Q1 = Q2 = Q3 = ’0 ′. Dit kan worden begrepen door de waarheidstabel en de uitvoergolfvormen te volgen die zijn verkregen bij uitvoering met Verilog HDL-code in Xilinx-software.
Waarheidstabel
OF | CLK | Q0 | V1 | Q2 | Q3 |
Lage pols | 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 |
Waar
Ingangen = ORI en CLK
X = Clock kan een positieve flank of een negatieve flank zijn
Uitgangen = Q0, Q1, Q2, Q3.
Uit de tabel kunnen we zien dat ‘1’ diagonaal wordt verschoven van Q0 naar Q3 en weer teruggaat naar ‘Q0’. Dit laat dus zien dat het werkt als een belteller.
Verilog HDL-programma voor ringteller
module dff (q, d, c)
uitgang q
invoer d, c
reg q
eerste
q = 1’b1
altijd @ (posedge c)
q = d
einde module
module dff1 (q, d, clk)
uitgang q
invoer d, clk
reg q
eerste
q = 1’b0
altijd @ (posedge clk)
q = d
eindmodule
module ring (q, clk)
inout [3: 0] q
input 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)
einde module
Timingschema van de belteller
Het timingdiagram van de ringteller wordt hieronder weergegeven.
timing-diagram-van-ringteller
Classificatie van ringtellers
Ringtellers zijn ingedeeld in twee, ze zijn,
Recht type
De alternatieve naam van een straight type is ‘one hot counter’, waarbij de output van de flip-flop aan het einde wordt gegeven als een terugkoppeling naar de input van de startende flip-flop. Waarbij binair cijfer 0/1 in ringvorm wordt verspreid. Er worden twee stuursignalen Pre-set (PR) en het kloksignaal (CLK) gebruikt. Waar PR is verbonden met FF 0 en CLR wordt gegeven aan FF3. Het volgende is het blokschema van een 4-traps rechte ringteller.
rechte ringteller
Truth Table of Straight Ring Type Counter
waarheidstabel-van-het-rechte-type
Timingschema van het rechte type
timing-diagram-of-straight-type
Gedraaid type
De alternatieve naam van het gedraaide type is switch tail / walking / Johnson-type teller. De gecomplementeerde output van de eindigende flip-flop is feedback naar de input van de startende flip-flop. Waar de stroom 1 en 0 in ringvorm stroomt. De twisted-typeteller gebruikt twee stuursignalen zoals CLK en ORI. Waar CLK en ORI gemeenschappelijk zijn voor alle vier de flip-flops. Het volgende is het blokschema van een 4-traps getwiste ringteller.
Truth Table of Twisted Type
OF | CLK | Q0 | V1 | Q2 | Q3 |
Lage pols | 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 |
Timingdiagram van Twisted Type
Het timingdiagram van het getwiste type wordt hieronder weergegeven.
timing-diagram-van-johnson-type
Verschil tussen Ring Type Counter en Johnson Type Counter
De volgende zijn de vergelijking tussen ringteller en Johnson-teller
Ringteller | Johnson-teller |
| De output van de laatste flipflop wordt gegeven als input voor de startende flipflop. | De uitvoer van de laatste flip-flop wordt aangevuld en gegeven als invoer voor de startende flip-flop. |
| Aantal staten = aantal gebruikte flip-flops | Als een ‘n’ aantal flip-flops wordt gebruikt, is een ‘2n’ aantal toestanden vereist. |
| Invoer frequentie = n | Ingangsfrequentie = f |
| Uitgangsfrequentie = f / n | Uitgangsfrequentie = f / 2n |
| Totaal ongebruikte staten = (2n- n) | Totaal ongebruikte staten = (2n- 2n) |
Voordelen
De voordelen zijn
Nadelen
De nadelen zijn
- Van de 15 staten worden er 4 gebruikt
- Start niet vanzelf.
Toepassingen
De volgende zijn de toepassingen
- Frequentie teller
- ADC
- Digitale klokken
- Meet timers en snelheid, etc.
Veelgestelde vragen
1). Hoeveel statussen zijn er in de 10-bits belteller?
10 toestanden worden gebruikt in de 10-bit ringteller.
2). Wat is de asynchrone teller?
Een asynchrone teller werkt asynchroon, dat wil zeggen dat hij onafhankelijk is van de klokpuls. Het heeft 2n - 1 staten.
3). Wat is een model van een teller?
Een andere naam voor een mod-teller is de modulusteller. Het wordt gedefinieerd als het aantal toestanden in een teller.
4). Wat bedoel je met de toonbank van Johnson?
Johnson-teller is een type ringteller, waarbij de uitvoer van de laatste flip-flop wordt aangevuld en terugkoppelt naar de invoer van de eerste flip-flop. Het aantal gebruikte staten is 2n.
5). Wat is een teller voor delen door N?
Gedeeld door N-teller betekent de deling van de ingangsklokfrequentie door N.
6). Wat bedoel je met het SISO-ploegregister?
Een SISOshift-register is een serieel in-serie uit het register, waarbij de invoergegevens en uitvoergegevens serieel achter elkaar worden verwerkt en het resultaat wordt opgeslagen in het register.
Dus, een teller is een belangrijk onderdeel van digitale elektronen. Ze zijn geclassificeerd als synchrone (ring- en twisted-type) en asynchrone tellers. Dit is dus een overzicht van een belteller die twee stuursignalen gebruikt, klok en voorinstelling. Op basis van deze signalen werken ze in ringformaat en daarom wordt het een ringteller genoemd, ze worden verder geclassificeerd als een recht en gedraaid type. Waar elke balie zijn eigen ontwerp, voor- en nadelen heeft.
