Bộ đếm vòng là gì: Làm việc, Phân loại & Ứng dụng

Bộ đếm là mạch tuần tự có chức năng là đếm xung, tần số và thời gian của tín hiệu bằng cách sử dụng một tín hiệu đồng hồ duy nhất. Nó là một thành phần quan trọng của điện tử kỹ thuật số vì toàn bộ thiết bị điện tử hoạt động trên quầy. Chúng được thiết kế bằng cách nhóm một bộ dép xỏ ngón (giống nhau hoặc khác nhau). Bộ đếm hoạt động ở các chế độ khác nhau của mô-đun, được biểu thị bằng số trạng thái của chu kỳ. Có hai loại quầy giao dịch , chúng là bộ đếm đồng bộ và không đồng bộ. Bộ đếm đồng bộ hoạt động dựa trên tín hiệu đồng hồ đầu vào và bộ đếm không đồng bộ độc lập với tín hiệu đồng hồ đầu vào. Bộ đếm đồng bộ là một đăng kí ca bộ đếm được phân loại thêm là bộ đếm vòng loại vòng và loại xoắn.

Ring Counter là gì?

Định nghĩa: Bộ đếm vòng còn được gọi là SISO ( nối tiếp trong nối tiếp ra ) bộ đếm thanh ghi dịch chuyển, trong đó đầu ra của flip flop được kết nối với đầu vào của flip flop hoạt động như một bộ đếm vòng. Việc thiết kế bộ đếm vòng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bốn D-Flip Flops với một tín hiệu đồng hồ chung và đầu vào ghi đè có thể được kết nối với thiết lập trước và rõ ràng.

sơ đồ khối-của-bộ đếm vòng

Từ sơ đồ trên,

1). Số trạng thái được sử dụng là 4 (Trong đó không có trạng thái = không sử dụng dép tông).

2). Đặt trước hoặc Xóa: Chức năng chính của điều này là nếu tín hiệu đồng hồ đầu vào thay đổi thì giá trị đầu ra cũng thay đổi.

Các kết nối được thực hiện như sau

• Một đầu vào được kết nối với flip-flop đầu tiên ff0-Q0,
• Một đầu vào khác được kết nối với CLR của ba flip flops khác như ff1, ff2, ff3.

Lý thuyết làm việc

Ví dụ, chúng ta hãy lấy một điều kiện trong đó đặt trước = ‘0000’ thì kết quả đầu ra thu được ở mỗi flip flop như sau. Đối với FF0, đầu ra tại Q0 là ‘1’, trong khi trong các flipflop khác như ff, ff2, ff3 (được kết nối với xóa nơi CLR = 0) đầu ra thu được tại Q1 = Q2 = Q3 = ’0 ′. Điều này có thể được hiểu bằng cách làm theo bảng sự thật và các dạng sóng đầu ra của nó thu được khi được thực thi bằng mã Verilog HDL trong Phần mềm Xilinx.

Bảng sự thật

Ở đâu

Đầu vào = ORI và CLK

X = Đồng hồ có thể là cạnh dương hoặc cạnh âm

Đầu ra = Q0, Q1, Q2, Q3.

Từ bảng, chúng ta có thể quan sát thấy rằng ‘1’ được dịch chuyển theo đường chéo từ Q0 đến Q3 và một lần nữa sẽ dịch chuyển trở lại ‘Q0’. Vì vậy, điều này cho thấy rằng nó hoạt động giống như một bộ đếm vòng.

Chương trình Verilog HDL cho bộ đếm chuông

mô-đun dff (q, d, c)
sản lượng q
đầu vào d, c
reg q
ban đầu
q = 1’b1
luôn luôn @ (posedge c)
q = d
mô-đun kết thúc

mô-đun dff1 (q, d, clk)
sản lượng q
đầu vào d, clk
reg q
ban đầu
q = 1’b0
always @ (posedge clk)
q = d
endmodule

vòng mô-đun (q, clk)
inout [3: 0] q
đầu vào 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)
mô-đun kết thúc

Sơ đồ thời gian của bộ đếm vòng

Sơ đồ thời gian của bộ đếm vòng được hiển thị bên dưới.

thời gian-sơ đồ-của-vòng-đếm

Phân loại bộ đếm vòng

Bộ đếm vòng được phân loại thành hai,

Loại thẳng

Tên thay thế của loại thẳng là 'một bộ đếm nóng', trong đó đầu ra của ván lật kết thúc được đưa ra dưới dạng phản hồi cho đầu vào của ván lật bắt đầu. Trong đó chữ số nhị phân 0/1 được lưu hành dưới dạng vòng. Hai tín hiệu điều khiển Đặt trước (PR) và tín hiệu xung nhịp (CLK) được sử dụng. Nơi PR được kết nối với FF 0 và CLR được cấp cho FF3. Sau đây là sơ đồ khối của bộ đếm vòng thẳng 4 giai đoạn.

máy đếm thẳng

Bảng sự thật của bộ đếm kiểu vòng thẳng

sự thật-bảng-của-loại-thẳng

Sơ đồ thời gian của loại thẳng

thời gian-sơ đồ-của-loại-thẳng

Loại xoắn

Tên thay thế của loại xoắn là công tắc đuôi / đi bộ / bộ đếm kiểu Johnson. Đầu ra bổ sung của ván lật kết thúc là phản hồi tới đầu vào của ván lật bắt đầu. Nơi luồng của 1 và 0 chảy ở dạng vòng. Bộ đếm kiểu xoắn sử dụng hai tín hiệu điều khiển như CLK và ORI. Trong đó CLK và ORI là chung cho cả bốn dép tông. Sau đây là sơ đồ khối của bộ đếm kiểu vòng xoắn 4 tầng.

Bảng sự thật của loại xoắn

Sơ đồ thời gian của loại xoắn

Sơ đồ thời gian của loại xoắn được hiển thị bên dưới.

thời gian-sơ đồ-của-johnson-loại

Sự khác biệt giữa bộ đếm kiểu vòng và bộ đếm kiểu Johnson

Sau đây là so sánh giữa bộ đếm vòng và bộ đếm Johnson

Ưu điểm

Những ưu điểm là

• Nó có thể mã hóa và giải mã logic
• Việc triển khai có thể được thực hiện bằng cách sử dụng JK và dép tông D

Nhược điểm

Những bất lợi là

• Trong số 15 tiểu bang, 4 tiểu bang được sử dụng
• Không tự khởi đầu.

Các ứng dụng

Sau đây là các ứng dụng

• Bộ đếm tần số
• ADC
• Đồng hồ kỹ thuật số
• Đo bộ hẹn giờ và tỷ lệ, v.v.

Câu hỏi thường gặp

1). Có bao nhiêu trạng thái trong bộ đếm vòng 10 bit?

10 trạng thái được sử dụng trong bộ đếm vòng 10 bit.

2). Bộ đếm không đồng bộ là gì?

Một bộ đếm không đồng bộ hoạt động không đồng bộ tức là nó độc lập trên xung đồng hồ. Nó có 2n - 1 trạng thái.

3). Mod của bộ đếm là gì?

Một tên khác của bộ đếm mod là bộ đếm Modulus. Nó được định nghĩa là số trạng thái trong một bộ đếm.

4). Bạn nghĩ gì về quầy của Johnson?

Bộ đếm Johnson là một loại bộ đếm vòng, trong đó đầu ra của con lật ngửa cuối cùng được bổ sung và phản hồi với đầu vào của con lật đầu tiên. Số trạng thái được sử dụng là 2n.

5). Một số chia cho bộ đếm N là gì?

Chia cho N bộ đếm có nghĩa là chia tần số xung nhịp đầu vào cho N.

6). Bạn có nghĩa là gì khi đăng ký ca SISO?

Thanh ghi SISOshift là một thanh ghi nối tiếp ra-nối tiếp, nơi dữ liệu đầu vào và dữ liệu đầu ra được xử lý nối tiếp nhau và kết quả được lưu trữ trong thanh ghi.

Vì vậy, một quầy là một thành phần quan trọng của điện tử kỹ thuật số. Chúng được phân loại là bộ đếm đồng bộ (kiểu vòng và kiểu xoắn) và bộ đếm không đồng bộ. Như vậy, đây là tổng quan về bộ đếm vòng sử dụng hai tín hiệu điều khiển, đồng hồ và cài đặt trước. Dựa trên những tín hiệu này, chúng hoạt động ở định dạng vòng nên được gọi là bộ đếm vòng, chúng còn được phân loại thành loại thẳng và xoắn. Nơi mỗi quầy có thiết kế, ưu nhược điểm riêng.