Compteur synchrone

Qu'est-ce qu'un compteur?

Un compteur est un appareil qui peut compter un événement particulier sur la base du nombre de fois que l'événement ou les événements particuliers se sont produits. Dans un système de logique numérique ou des ordinateurs, ce compteur peut compter et stocker le nombre de fois qu'un événement ou un processus particulier s'est produit, en fonction d'un signal d'horloge. Le type le plus courant de compteur est un circuit logique numérique séquentiel avec une seule entrée d'horloge et plusieurs sorties. Les sorties représentent des nombres décimaux codés binaires ou binaires. Chaque impulsion d'horloge augmente le nombre ou diminue le nombre.

Compteur synchrone

Synchrounous fait généralement référence à quelque chose qui est coordonné avec d'autres en fonction du temps. Les signaux synchrones se produisent à la même fréquence d'horloge et toutes les horloges suivent la même horloge de référence.

Dans le didacticiel précédent de compteur asynchrone, nous avons vu que la sortie de ce compteur est directement connectée à l'entrée du prochain compteur suivant et crée un système en chaîne, et en raison de ce retard de propagation du système en chaîne apparaît pendant l'étape de comptage et crée des retards de comptage. Dans un compteur synchrone, l'entrée d'horloge sur toutes les bascules utilise la même source et crée le même signal d'horloge en même temps. Ainsi, un compteur qui utilise le même signal d'horloge de la même source au même moment est appelé compteur synchrone.

Compteur synchrone

Dans l'image ci-dessus, la conception de base du compteur synchrone est affichée, qui est le compteur ascendant synchrone. Un compteur synchrone à 4 bits commence à compter à partir de 0 (0000 en binaire) et incrémente ou compte jusqu'à 15 (1111 en binaire), puis démarre un nouveau cycle de comptage en se réinitialisant. Sa fréquence de fonctionnement est bien supérieure à la même plage Compteur asynchrone. De plus, il n'y a pas de retard de propagation dans le compteur synchrone simplement parce que toutes les bascules ou étage de compteur sont en source d'horloge parallèle et que l'horloge déclenche tous les compteurs en même temps.

L'horloge externe est directement fournie à toutes les bascules JK en même temps de manière parallèle. Si nous voyons le circuit, la première bascule, FFA qui est le bit le moins significatif dans ce compteur synchrone 4 bits, est connectée à une entrée externe Logic 1 via les broches J et K. En raison de cette connexion, la logique HIGH à travers le signal Logic 1, change l'état de la première bascule à chaque impulsion d'horloge.

L'étape suivante, la deuxième bascule FFB, broche d'entrée de J et K est connectée à travers la sortie de la première bascule. Pour le cas de FFC et FFD, deux portes ET séparées fournissent la logique nécessaire entre elles. Ces portes ET créent une logique en utilisant l'entrée et la sortie des bascules de l'étage précédent.

Nous pouvons créer la même séquence de comptage que celle utilisée dans le compteur asynchrone en créant une situation dans laquelle chaque bascule change d'état selon que toutes les bascules précédentes en sortie sont HAUT en logique. Mais dans ce scénario, il n'y aura pas d'effet d'entraînement simplement parce que toutes les bascules sont cadencées en même temps.

Compteur décroissant synchrone

De légers changements dans la section AND, et en utilisant la sortie inversée de la bascule JK, nous pouvons créer un compteur synchrone. Un décompteur synchrone à 4 bits commence à compter à partir de 15 (1111 en binaire) et décrémente ou décompte jusqu'à 0 ou 0000 et après cela, il commencera un nouveau cycle de comptage en étant réinitialisé. En décompteur synchrone, l'entrée AND Gate est modifiée. La première entrée FFA de bascule est la même que celle utilisée dans le compteur ascendant synchrone précédent. Au lieu d'alimenter directement la sortie de la première bascule vers la prochaine bascule suivante, nous utilisons une broche de sortie inversée qui est utilisée pour donner l'entrée J et K sur la prochaine bascule FFB et également utilisée comme broche d'entrée à travers le ET porte. Comme pour le circuit précédent, deux portes ET fournissent la logique nécessaire aux deux prochaines bascules FFC et FFD.

Diagramme de synchronisation du compteur synchrone

Dans l'image ci-dessus, l'entrée d'horloge sur les bascules et le chronogramme de sortie sont affichés. A chaque impulsion d'horloge, le compteur synchrone compte séquentiellement. La sortie de comptage sur quatre broches de sortie est incrémentielle de 0 à 15, en binaire 0000 à 1111 pour un compteur ascendant synchrone 4 bits. Après le 15 ou 1111, le compteur est remis à 0 ou 0000 et compte à nouveau avec un nouveau cycle de comptage.

Pour le décompteur synchrone où la sortie inversée est connectée à travers la porte ET, l'étape de comptage exactement opposée se produit. Le compteur commence à compter de 15 ou 1111 à 0 ou 0000 puis est redémarré pour démarrer un nouveau cycle de comptage et recommencer à partir de 15 ou 0000.

Compteur de décades synchrone 4 bits

Comme pour le compteur asynchrone, un compteur de décades ou un compteur BCD qui peut compter de 0 à peut être créé par des bascules en cascade. Identique au compteur asynchrone, il aura également une fonction «diviser par n» avec un numéro de module ou de MOD. Nous devons augmenter le nombre de MOD du compteur synchrone (peut être en configuration Up ou Down).

Voici le circuit du compteur de décades synchrone à 4 bits qui est affiché-

Le circuit ci-dessus est réalisé à l'aide d'un compteur binaire synchrone, qui produit une séquence de comptage de 0 à 9. Des logiques supplémentaires sont implémentées pour la séquence d'états souhaitée et pour convertir ce compteur binaire en compteur de décades (nombres de base 10, décimal). Lorsque la sortie atteint le compte 9 ou 1001, le compteur est remis à 0000 et compte à nouveau jusqu'à 1001.

Dans le circuit ci-dessus, les portes ET détecteront que la séquence de comptage atteint 9 ou 1001 et changeront l'état d'une troisième bascule à partir de la gauche, FFC pour changer son état à l'impulsion d'horloge suivante. Le compteur se réinitialise alors à 000 et recommence à compter jusqu'à ce que 1001 soit atteint.

MOD-12 peut être créé à partir du circuit ci-dessus si nous changeons la position des portes ET et il comptera 12 états de 0 (0000 en binaire) à 11 (1011 en binaire), puis remis à 0.

Informations relatives à Trigger Pulse

Il existe deux types de bascules déclenchées par front, front positif ou front négatif.

Les bascules à front positif ou à front montant comptent un seul pas lorsque l'entrée d'horloge change son état de logique 0 à logique 1, en d'autres termes, logique basse à logique haute.

D'autre part, les bascules à front négatif ou à front descendant comptent un seul pas lorsque l'entrée d'horloge change son état de Logic 1 à Logic 0, autrement dit Logic High à Logic Low.

Les compteurs d'ondulation utilisent des signes d'horloge déclenchés par front descendant ou par front négatif pour changer d'état. Il y a une raison derrière cela. Cela facilitera les occasions de mettre en cascade les compteurs ensemble car le bit le plus significatif d'un compteur pourrait piloter l'entrée d'horloge du compteur suivant.

L'offre de compteur synchrone effectue et porte la broche pour l'application liée au compteur. Pour cette raison, il n'y a pas de retard de propagation à l'intérieur du circuit.

Avantages et inconvénients du compteur synchrone

Nous connaissons maintenant le compteur synchrone et la différence entre le compteur asynchrone et le compteur synchrone. Le compteur synchrone élimine de nombreuses limitations qui arrivent dans le compteur asynchrone.

Les avantages du compteur synchrone sont les suivants:

1. C'est plus facile à concevoir que le compteur asynchrone.
2. Il agit simultanément.
3. Aucun délai de propagation qui lui est associé.
4. La séquence de comptage est contrôlée à l'aide de portes logiques, les chances d'erreur sont plus faibles.
5. Opération plus rapide que le compteur asynchrone.

Bien qu'il existe de nombreux avantages, un inconvénient majeur de l'utilisation du compteur synchrone est qu'il nécessite beaucoup de logique supplémentaire pour fonctionner.

Utilisation du compteur synchrone

Peu d'applications où des compteurs synchrones sont utilisés

1. Contrôle du mouvement de la machine
2. Compteur de régime moteur
3. Codeurs à arbre rotatif
4. Horloge numérique ou générateurs d'impulsions.
5. Systèmes de veille et d'alarme numériques.