Contadores. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Um contador é um dispositivo projetado para contar o número de pulsos aplicados à entrada. Eles, como registradores de deslocamento, consistem em uma cadeia de flip-flops. A profundidade de bits do contador e, portanto, o número de acionadores, é determinado pelo número máximo até o qual ele conta.

Fig. 1

O registrador de deslocamento pode ser transformado em um contador de anel se a saída do último flip-flop estiver conectada à entrada do primeiro. O esquema desse contador para descargas é mostrado na fig. 1. Antes do início da contagem, o pulso de configuração inicial no bit zero do contador (Q0) escreve 1 lógico, nos bits restantes - 0 lógico. Com o início da contagem, cada um dos pulsos de contagem recebidos T substitui 1 em o próximo disparo e o número de pulsos recebidos é determinado pelo número de saída, no qual tem 1. O penúltimo (N-1) pulso irá transferir o último disparo para um único estado, e o pulso irá transferir este estado para a saída de o gatilho zero, e a contagem recomeçará. Assim, é possível construir um contador de anéis com um fator de contagem arbitrário (qualquer base numérica), alterando apenas o número de disparos na cadeia.

A desvantagem desse contador é o grande número de gatilhos necessários; para construí-lo. Contadores mais econômicos e, portanto, mais comuns, formados pela contagem de flip-flops T. Após cada pulso de clock T, o sinal na entrada D (saída invertida) muda para o oposto e, portanto, a frequência dos pulsos de saída é metade da frequência dos pulsos de entrada. Montando uma cadeia serial de n flip-flops contadores, conectando a saída do flip-flop anterior à entrada C do seguinte), obtemos a frequência f_O=f_vh/2ⁿ. Neste caso, cada pulso de entrada altera o código do número na saída do contador em 1 na faixa de 0 a N=2ⁿ-1.

Chip K155IE5 fig. 2 contém um flip-flop contador (entrada C1) e um divisor por oito (entrada C2) formado por três flip-flops conectados em série. Os disparos são acionados pelo corte do pulso de entrada (por transição de 1 para 0). Se você conectar em série todos os quatro gatilhos como na Fig. 2, t será um contador módulo 2⁴=16. O número máximo armazenado quando completamente preenchido com uns é N=2⁴-1=15=(111)₂. Esse contador funciona com um coeficiente de contagem K (módulo), um múltiplo de uma potência inteira de 2 e realiza uma busca cíclica K = 2ⁿ estados estáveis. O contador tem saídas forçadas a 0.

Fig. 2

Freqüentemente, você precisa de contadores com vários estados estáveis ​​diferentes de 2ⁿ Por exemplo, sobre relógios eletrônicos, existem microcircuitos com fator de contagem 6 (dezenas de minutos). 10 (unidades de minutos). 7 (dias da semana). 24 horas). Para construir um contador com o módulo K≠2ⁿ você pode usar um dispositivo de n gatilhos para os quais a condição 2 é satisfeitaⁿ>K. Obviamente, tal contador pode ter estados extras estáveis ​​(2ⁿ-PARA). Esses estados desnecessários podem ser eliminados usando feedback, através dos circuitos dos quais o contador muda para o estado zero naquele ciclo de operação quando conta até o número K.

Para um contador com K=10, são necessários quatro flip-flops (já que 2³⁴) deve ter dez estados estáveis ​​N==0,1...,8,9. No ciclo em que deveria ter passado para o décimo primeiro estado estável (N=10), ele deve ser redefinido para o estado zero inicial. Para esse contador, você pode usar o microcircuito K155IE5 fig. 3 introduzindo circuitos de feedback das saídas do contador correspondentes ao número 10 (ou seja, 2 e 8) para as entradas de ajuste do contador para 0 (entrada R). Bem no início do 11º estado (número 10), 1s lógicos aparecem em ambas as entradas do elemento AND do microcircuito, gerando um sinal para redefinir todos os gatilhos do contador para o estado zero.

Fig. 3

Em todas as séries de microcircuitos digitais existem contadores com a organização interna dos fatores de conversão mais populares, por exemplo, no microcircuito K155IE2 e K155IE6 K = 10. no chip K155IE4 K \u2d 6x12 \uXNUMXd\uXNUMXd XNUMX.

Como pode ser visto nos diagramas e diagramas na Fig. 1-3, os contadores podem desempenhar as funções de divisores de frequência, ou seja, dispositivos que se formam a partir de uma sequência de pulsos com frequência f_vh sequência de pulsos na saída do último disparo com frequência fout, K vezes menor que a entrada. Com esse uso de contadores, não há necessidade de saber qual número está escrito nele, portanto, os divisores, em alguns casos, podem ser muito mais simples que os contadores. O chip K155IE1, por exemplo, é um divisor por 10 e o K155IE8 é um divisor com fator de divisão variável K=64/n. onde n=1...63.

Além dos somadores considerados, os contadores reversos nos microcircuitos K155IE6 são amplamente utilizados. K155IE7, em que, dependendo do modo de operação, o conteúdo do contador aumenta em um, o modo de adição, diz-se que o contador incrementa ou o modo de subtração diminui em um, decremento após a chegada do próximo pulso de contagem . Chip K155IE1 fig. 4 - divisor por 10. A colocação de seus triggers em 0 é realizada pela aplicação simultânea de um nível alto nas entradas 1 e 2 (o elemento AND). Os pulsos de contagem são alimentados na entrada 8 ou 9 (neste caso, a outra entrada deve estar em nível alto) ou simultaneamente em ambas as entradas (elemento AND).

Fig. 4

A composição do chip K155IE2 fig. 4 inclui um gatilho com uma entrada de contagem (entrada C1) e um divisor por 5 (entrada C2). Quando a saída do gatilho de contagem é conectada à entrada C2, um contador binário-decimal é formado (o diagrama de sua operação é semelhante ao mostrado na Fig. 3). A conta ocorre em um corte de um impulso. O contador definiu as entradas como 0 (R0 com lógica AND) e definiu as entradas como 9 (R9 com lógica AND).

Fig. 5

O chip K155IE4 é formado por um gatilho de contagem e um divisor por 6, fig. 5. O chip K155IE5 foi mencionado anteriormente na fig. 2

Chips K155IE6 e K155IE7 fig. 6, a) - contadores reversíveis por pré-gravação, o primeiro deles é binário decimal, o segundo é binário de quatro dígitos. Defini-los como 0 ocorre quando o nível na entrada R é alto. O contador pode ser escrito com o número de entradas nas saídas D1-D4 (em K155IE6 de 0 a 9, em K155IE7 de 0 a 15). Para fazer isso, um nível baixo deve ser aplicado na entrada S, um nível alto nas entradas C1 e C2 e um nível baixo na entrada R. A contagem começará a partir do número registrado por pulsos de baixo nível aplicados à entrada C1 (no modo de adição) ou C2 (no modo de subtração). A informação de saída muda ao longo da frente do pulso de contagem. Nesse caso, a segunda entrada de contagem e a entrada S devem ser altas, a entrada R deve ser baixa e o estado das entradas D é indiferente. Simultaneamente a cada décimo (décimo sexto) pulso na entrada C1, a saída P1 repete seu pulso de saída, que pode ser inserido no próximo contador. No modo de subtração, simultaneamente a cada pulso na entrada C2, que muda o contador para o estado 9, (15), um pulso de saída aparece na saída P2.

O diagrama de tempo da operação do contador K155IE6 é mostrado na fig. 6b. No diagrama no modo de registro paralelo (S=0), foi escrito o número 6 (nível alto nas entradas D2 e ​​D3).

Fig. 6

Microcircuitos K176IE1, K56IIE10 e K561IE16 fig. 7 - contadores binários. O contador K561IE10, quando a contagem de pulsos é aplicada na entrada C1 e em C2=1, funciona na frente, na contagem na entrada C2 e em C1==0 - ao longo do corte. O contador K561IE16 não tem saídas do segundo e terceiro divisores. Os contadores são zerados quando um nível alto é aplicado à entrada R. Para o correto funcionamento destes e de todos os outros contadores feitos com tecnologia CMOS (série K164, K176, K564, K561 ..), é necessário após ligar o power (ou depois de reduzir a tensão da fonte de alimentação até 3 V) coloque-os no estado zero inicial aplicando um pulso de alto nível à entrada R. Caso contrário, os contadores podem funcionar com fatores de conversão aleatórios. O pulso de reinicialização após a inicialização pode ser fornecido automaticamente inserindo o circuito de temporização RC e o inversor, conforme mostrado na fig. 7, c.

Fig. 7

Autor: -=GiG=-, gig@sibmail; Publicação: cxem.net

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