Mientras observa atentamente la línea de producción de botellas de vidrio, que las máquinas estaban empacando como 10 botellas por paquete, una mente inquisitiva se pregunta: ¿Cómo sabe la máquina contar el número de botellas? ¿Qué enseña a las máquinas a contar? Buscar una respuesta para resolver esta curiosidad conducirá a un invento muy interesante llamado - ' Contadores Los contadores son el circuito que cuenta los pulsos de reloj aplicados. Por lo general, se diseñan con chanclas. Según la forma en que se aplica el reloj para su funcionamiento, los contadores se clasifican como Contadores síncronos y asincrónicos . En este artículo, veamos un contador asíncrono que se conoce notoriamente como Contador de ondulaciones .
¿Qué es un contador de ondulaciones?
Antes de saltar a Ripple Counter, familiaricémonos con los términos Contadores síncronos y asincrónicos . Los contadores son circuitos hechos con flip-flops. Contador síncrono, como su nombre indica, tienen todos las chanclas trabajando en sincronía con el pulso del reloj y entre sí. Aquí el pulso de reloj se aplica a cada flip flop.
Mientras que en el contador de reloj asíncrono, el pulso se aplica solo al flip flop inicial cuyo valor se consideraría LSB. En lugar del pulso de reloj, la salida del primer flip-flop actúa como un pulso de reloj para el siguiente flip-flop, cuya salida se usa como un reloj para el siguiente flip-flop en línea y así sucesivamente.
Por lo tanto, en el contador asíncrono después de la transición del flip flop anterior tiene lugar la transición del siguiente flip flop, no al mismo tiempo que se ve en el contador síncrono. Aquí los flip-flops están conectados en disposición Master-Slave.
Contador de ondulaciones: El contador de ondulaciones es un contador asincrónico. Recibió su nombre porque el pulso del reloj recorre el circuito. Un contador de ondulación n-MOD contiene n número de flip-flops y el circuito puede contar hasta 2norte valores antes de que se restablezca al valor inicial.
Estos contadores pueden contar de diferentes formas en función de sus circuitos.
CONTADOR: Cuenta los valores en orden ascendente.
CONTADOR ABAJO: Cuenta los valores en orden descendente.
CONTADOR ARRIBA-ABAJO: Un contador que puede contar valores en la dirección de avance o retroceso se denomina contador ascendente o contador reversible.
DIVIDIR por N CONTADOR: En lugar de un binario, a veces podemos requerir contar hasta N, que es de base 10. El contador de ondulación que puede contar hasta el valor N que no es una potencia de 2 se llama contador Dividir por N.
Diagrama de circuito del contador de ondulación y diagrama de tiempo
los funcionamiento del contador de ondas se puede entender mejor con la ayuda de un ejemplo. Según el número de flip flops utilizados, se pueden diseñar contadores de ondulación de 2 bits, 3 bits, 4 bits ... Veamos el funcionamiento de un 2-bit contador de ondulación binario para entender el concepto.
A contador binario puede contar hasta valores de 2 bits. Contador de 2 MOD puede contar 22= 4 valores. Como aquí el valor n es 2, usamos 2 flip-flops. Al elegir el tipo de flip-flop, debe recordarse que los contadores de Ripple pueden diseñarse solo usando aquellos flip-flops que tienen una condición para alternar como en Chanclas JK y T .
Contador de ondulación binaria usando JK Flip Flop
La disposición del circuito de un contador de ondulación binario es como se muestra en la figura siguiente. Aquí dos Chanclas JK Se utilizan J0K0 y J1K1. Las entradas JK de los flip flops reciben una señal de alto voltaje que las mantiene en el estado 1. El símbolo del pulso de reloj indica un pulso de reloj disparado negativo. En la figura, se puede observar que la salida Q0 del primer flip flop se aplica como un pulso de reloj al segundo flip flop.
Contador de ondulación binario con Flip Flop JK
Aquí la salida Q0 es el LSB y la salida Q1 es el bit MSB. El funcionamiento del contador se puede entender fácilmente usando el flip flop Truth Table of JK.
| Jnorte | Anorte | Qn + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | Qnorte 1 0 Qnorte |
Entonces, de acuerdo con la tabla de Verdad, cuando ambas entradas son 1, el siguiente estado será el complemento del estado anterior. Esta condición se utiliza en flip flop ondulado. Como hemos aplicado un alto voltaje a todas las entradas JK de los flip-flops, están en el estado 1, por lo que deben alternar el estado en el extremo negativo del pulso de reloj, es decir. en la transición de 1 a 0 del pulso de reloj. El diagrama de tiempo del contador de ondas binario explica claramente la operación.
Diagrama de tiempo del contador de ondulación binario
En el diagrama de tiempos, podemos observar que Q0 cambia de estado solo durante el borde negativo del reloj aplicado. Inicialmente, el flip-flop está en el estado 0. El flip-flop permanece en el estado hasta que el reloj aplicado pasa de 1 a 0. Como los valores de JK son 1, el flip-flop debería alternar. Entonces, cambia de estado de 0 a 1. El proceso continúa para todos los pulsos del reloj.
Número de pulsos de entrada | Q1 | Q0 |
| 0 1 2 3 4 | – 0 0 1 1 | – 0 1 0 1 |
Llegando al segundo flip flop, aquí la forma de onda generada por el flip flop 1 se da como pulso de reloj. Entonces, como podemos ver en el diagrama de tiempo cuando Q0 pasa de 1 a 0, el estado de Q1 cambia. Aquí no considere el pulso de reloj anterior, solo siga la forma de onda de Q0. Tenga en cuenta que los valores de salida de Q0 se consideran LSB y Q1 se consideran MSB. En el diagrama de tiempos, podemos observar que el contador cuenta los valores 00,01,10,11, luego se reinicia y comienza de nuevo desde 00,01,… hasta que los pulsos de reloj se aplican al flip flop J0K0.
Contador de ondulación de 3 bits con flip-flop JK: tabla de verdad / diagrama de tiempo
En el contador de ondulación de 3 bits, se utilizan tres flip-flops en el circuito. Como aquí el valor 'n' es tres, el contador puede contar hasta 23= 8 valores, es decir. 000,001,010,011,100,101,110,111. El diagrama de circuito y el diagrama de tiempo se dan a continuación.
Contador de ondulación binario con Flip Flop JK
Diagrama de temporización del contador de ondulación de 3 bits
Aquí, la forma de onda de salida de Q1 se da como pulso de reloj al flip flop J2K2. Entonces, cuando Q1 pasa de 1 a 0 transiciones, el estado de Q2 cambia. La salida de Q2 es el MSB.
Numero de pulsos | Q2 | Q1 | Q0 |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 | – 0 0 0 0 1 1 1 1 | – 0 0 1 1 0 0 1 1 | – 0 1 0 1 0 1 0 1 |
Contador de ondulación de 4 bits con flip flop JK: diagrama de circuito y diagrama de temporización
En el contador de ondulación de 4 bits, el valor n es 4, por lo que se utilizan 4 flip flops JK y el contador puede contar hasta 16 pulsos. Bajo la diagrama de circuito y diagrama de tiempo se dan junto con la tabla de verdad.
Contador de ondulaciones de 4 bits usando JK Flip Flop
Diagrama de temporización del contador de ondulación de 4 bits
Contador de ondulaciones de 4 bits con flip flop D
Cuando se trata de seleccionar un contador Flip Flop para Ripple, el diseño de un punto importante a tener en cuenta es que el flip flop debe contener una condición para alternar estados. Esta condición solo se cumple con las chanclas T y JK.
De la tabla de verdad de Chanclas D , se puede ver claramente que no contiene la condición de alternancia. Por lo tanto, cuando un flip flop D utilizado como contador de ondulación tiene un valor inicial de 1. Cuando el pulso del reloj experimenta la transición de 1 a 0, el flip flop debe cambiar el estado. Pero de acuerdo con la tabla de verdad, cuando el valor D es 1, permanece en 1 hasta que el valor D se cambia a 0. Por lo tanto, la forma de onda del flip flop D0 siempre permanecerá en 1, lo cual no es útil para contar. Por lo tanto, el flip flop D no se considera para la construcción de contadores de ondulaciones.
Dividir por N contador
El contador de ondulación cuenta valores hasta 2norte. Entonces, contar valores que no son potencias de 2 no es posible con el circuito que hemos visto hasta ahora. Pero mediante la modificación, podemos hacer que el contador de ondulación cuente el valor que no se puede expresar como una potencia de 2. Este contador se llama Dividir por N contador .
Contador de décadas
El número de chanclas n que se utilizarán en este diseño se elige de tal manera que 2norte> N donde N es el recuento del contador. Junto con las chanclas, se agrega una puerta de retroalimentación para que en el conteo N todas las chanclas se restablezcan a cero. Este circuito de retroalimentación es simplemente un Puerta NAND cuyas entradas son las salidas Q de esos flip flops cuya salida Q = 1 en la cuenta N.
Veamos el circuito de un contador para el que el valor N es 10. Este contador también se conoce como Contador de décadas ya que cuenta hasta 10. Aquí el número de chanclas debe ser 4 debido a 24= 16> 10. Y con un conteo de N = 10, las salidas Q1 y Q3 serán 1. Por lo tanto, se dan como entradas a la puerta NAND. La salida de la puerta NAND se aplica a todos los flip flops, restableciéndolos a cero.
Inconvenientes del contador de ondulaciones
El tiempo de propagación de acarreo es el tiempo que tarda un contador en completar su respuesta al pulso de entrada dado. Al igual que en el contador de ondas, el pulso del reloj es asíncrono, requiere más tiempo para completar la respuesta.
Aplicaciones del contador de ondulaciones
Estos contadores se utilizan con frecuencia para la medición de tiempo, medición de frecuencia, medición de distancia, medición de velocidad, generación de formas de onda, división de frecuencia, computadoras digitales, conteo directo, etc.
Por lo tanto, esto se trata de breve información sobre el contador de ondulaciones, el funcionamiento de la construcción de contadores binarios, de 3 bits y de 4 bits utilizando JK-Flip Flop junto con el diagrama de circuito, diagrama de tiempo del contador de ondulación y tabla de verdad. La razón principal detrás de la construcción del contador de ondulaciones con D-Flip Flop, las desventajas y las aplicaciones de Ripple Counter. aquí hay una pregunta para ti, ¿qué es Contador de ondulaciones de 8 bits ?
