Contador sincrónico

¿Qué es un contador?

Un contador es un dispositivo que puede contar cualquier evento en particular sobre la base de cuántas veces ocurrieron los eventos en particular. En un sistema lógico digital o en computadoras, este contador puede contar y almacenar el número de veces que ha ocurrido un evento o proceso en particular, dependiendo de una señal de reloj. El tipo más común de contador es el circuito lógico digital secuencial con una sola entrada de reloj y múltiples salidas. Las salidas representan números decimales codificados en binario o binario. Cada pulso de reloj aumenta o disminuye el número.

Contador síncrono

Sincrónico generalmente se refiere a algo que está coordinado con otros en función del tiempo. Las señales síncronas ocurren a la misma frecuencia de reloj y todos los relojes siguen el mismo reloj de referencia.

En el tutorial anterior de Contador asincrónico, hemos visto que la salida de ese contador está directamente conectada a la entrada del siguiente contador subsiguiente y se hace un sistema de cadena, y debido a este sistema de cadena el retardo de propagación aparece durante la etapa de recuento y crea retardos de recuento. En el contador síncrono, la entrada de reloj en todos los flip-flops usa la misma fuente y crea la misma señal de reloj al mismo tiempo. Por lo tanto, un contador que utiliza la misma señal de reloj de la misma fuente al mismo tiempo se denomina contador síncrono.

Contador ascendente síncrono

En la imagen de arriba, se muestra el diseño básico de contador síncrono que es contador ascendente síncrono. Un contador ascendente síncrono de 4 bits comienza a contar desde 0 (0000 en binario) y aumenta o cuenta hacia arriba hasta 15 (1111 en binario) y luego comienza un nuevo ciclo de conteo al restablecerse. Su frecuencia de funcionamiento es mucho más alta que el contador asíncrono del mismo rango. Además, no hay retardo de propagación en el contador síncrono solo porque todos los flip-flops o la etapa del contador están en una fuente de reloj paralelo y el reloj activa todos los contadores al mismo tiempo.

El reloj externo se proporciona directamente a todos los flip-flops JK al mismo tiempo de forma paralela. Si vemos el circuito, el primer flip-flop, FFA, que es el bit menos significativo en este contador síncrono de 4 bits, está conectado a una entrada externa de Logic 1 a través de los pines J y K. Debido a esta conexión, la lógica ALTA a través de la señal Lógica 1, cambia el estado del primer flip-flop en cada pulso de reloj.

En la siguiente etapa, el segundo flip-flop FFB, el pin de entrada de J y K se conecta a la salida del primer flip-flop. Para el caso de FFC y FFD, dos puertas AND independientes proporcionan la lógica necesaria a través de ellas. Esas puertas Y crean lógica utilizando la entrada y salida de los flip-flops de la etapa anterior.

Podemos crear la misma secuencia de conteo utilizada en el contador asíncrono haciendo una situación en la que cada flip-flops cambie su estado dependiendo de si todas las salidas de flip-flops anteriores son ALTAS en lógica o no. Pero en este escenario, no habrá efecto dominó solo porque todos los flip-flops están sincronizados al mismo tiempo.

Contador regresivo síncrono

Ligeros cambios en la sección Y, y utilizando la salida invertida del flip-flop JK, podemos crear un contador descendente sincrónico. Un contador regresivo síncrono de 4 bits comienza a contar desde 15 (1111 en binario) y disminuye o cuenta hacia abajo hasta 0 o 0000 y luego comenzará un nuevo ciclo de conteo al restablecerse. En contador regresivo sincrónico, se cambia la entrada de la puerta AND. La primera entrada FFA de Flip-flop es la misma que usamos en el contador ascendente síncrono anterior. En lugar de alimentar directamente la salida del primer flip-flop al siguiente flip-flop subsiguiente, estamos usando el pin de salida invertido que se usa para dar entrada J y K en el siguiente flip-flop FFB y también se usa como pin de entrada en el Y portón. Al igual que en el circuito anterior, dos puertas AND proporcionan la lógica necesaria para los siguientes dos Flip-flops FFC y FFD.

Diagrama de temporización del contador síncrono

En la imagen de arriba, se muestra la entrada de reloj a través de flip-flops y el diagrama de tiempo de salida. En cada pulso de reloj, el contador síncrono cuenta secuencialmente. La salida de conteo a través de cuatro pines de salida es incremental de 0 a 15, en binario 0000 a 1111 para el contador ascendente síncrono de 4 bits. Después del 15 o 1111, el contador se reinicia a 0 o 0000 y vuelve a contar con un nuevo ciclo de conteo.

Para el contador regresivo síncrono donde la salida invertida está conectada a través de la puerta AND, ocurre un paso de conteo exactamente opuesto. El contador comienza a contar desde 15 o 1111 hasta 0 o 0000 y luego se reinicia para comenzar un nuevo ciclo de conteo y nuevamente comienza desde 15 o 0000.

Contador de décadas sincrónico de 4 bits

Al igual que el contador asíncrono, se puede hacer un contador de décadas o un contador BCD que puede contar de 0 a mediante flip-flops en cascada. Al igual que el contador asincrónico, también tendrá la función "dividir por n" con módulo o número MOD. Necesitamos aumentar el conteo de MOD del contador síncrono (puede estar en configuración Arriba o Abajo).

Aquí está el circuito síncrono contador de décadas de 4 bits es shown-

El circuito anterior se realiza utilizando un contador binario síncrono, que produce una secuencia de conteo de 0 a 9. Se implementan lógicas adicionales para la secuencia de estado deseada y para convertir este contador binario en contador de décadas (números de base 10, decimal). Cuando la salida alcanza el conteo 9 o 1001, el contador se reiniciará a 0000 y nuevamente contará hasta 1001.

En el circuito anterior, las puertas AND detectarán que la secuencia de conteo llega a 9 o 1001 y cambiará el estado de un tercer flip-flop de la izquierda, FFC para cambiar su estado en el siguiente pulso de reloj. A continuación, el contador se restablece a 000 y vuelve a empezar a contar hasta llegar a 1001.

MOD-12 se puede hacer desde el circuito anterior si cambiamos la posición de las puertas Y y contará 12 estados de 0 (0000 en binario) a 11 (1011 en binario) y luego se restablecerá a 0.

Información relacionada con Trigger Pulse

Hay dos tipos de flip-flops activados por borde disponibles, borde positivo o borde negativo.

Los flip-flops de flanco positivo o flanco ascendente cuentan un solo paso cuando la entrada del reloj cambia su estado de Lógica 0 a Lógica 1, en otro término Lógica baja a Lógica alta.

Por otro lado, los flip-flops de flanco negativo o flanco descendente cuentan un solo paso cuando la entrada del reloj cambia su estado de Lógica 1 a Lógica 0, en otro término Lógica alta a Lógica baja.

Los contadores de ondulación utilizan ventajas de reloj activadas por flanco descendente o negativo para cambiar de estado. Hay una razón detrás de esto. Facilitará las oportunidades para conectar los contadores en cascada, ya que el bit más significativo de un contador podría impulsar la entrada de reloj del siguiente contador.

La oferta de contador síncrono realiza y lleva en el pin para la aplicación relacionada con el enlace de contador. Debido a esto, no hay retardo de propagación dentro de los circuitos.

Ventajas y desventajas del contador síncrono

Ahora estamos familiarizados con el contador síncrono y cuál es la diferencia entre el contador asíncrono y el contador síncrono. El contador sincrónico elimina muchas limitaciones que llegan al contador asincrónico.

Las ventajas del contador síncrono son las siguientes:

1. Es más fácil de diseñar que el contador asíncrono.
2. Actúa simultáneamente.
3. No hay retardo de propagación asociado.
4. La secuencia de conteo se controla mediante puertas lógicas, las posibilidades de error son menores.
5. Operación más rápida que el contador asíncrono.

Aunque hay muchas ventajas, una de las principales desventajas de trabajar con el contador síncrono es que requiere mucha lógica adicional para funcionar.

Uso de contador síncrono

Pocas aplicaciones donde se utilizan contadores síncronos

1. Control de movimiento de la máquina
2. Contador de RPM del motor
3. Codificadores de eje rotativo
4. Generadores de pulsos o relojes digitales.
5. Sistemas de alarma y reloj digital.