Was ist ein Ringzähler: Arbeiten, Klassifizierung und Anwendungen

Zähler sind sequentielle Schaltungen, deren Funktion darin besteht, Impuls, Frequenz und Zeit des Signals unter Verwendung eines einzelnen Taktsignals zu zählen. Es ist ein wichtiger Bestandteil von Digitale Elektronik da ganze elektronische Geräte an Zählern arbeiten. Sie werden durch Gruppieren eines (ähnlichen oder unterschiedlichen) Satzes von Flipflops entworfen. Zähler arbeiten in verschiedenen Modulenmodi, die durch die Anzahl der Zustände des Zyklus dargestellt werden. Es gibt zwei Arten von Zähler sind sie synchron und asynchron. Der Synchronzähler arbeitet basierend auf dem Eingangstaktsignal und der Asynchronzähler ist unabhängig vom Eingangstaktsignal. Der Synchronzähler ist a Schieberegister Zähler, der weiter als Ringzähler vom Typ Ring und Twisted klassifiziert ist.

Was ist ein Ringzähler?

Definition: Ein Ringzähler ist auch als SISO ( seriell in seriell aus ) Schieberegisterzähler, wobei der Ausgang des Flipflops mit dem Eingang des Flipflops verbunden ist, der als Ringzähler fungiert. Das Entwerfen des Ringzählers kann unter Verwendung von vier erfolgen D-Flip Flops mit einem gemeinsamen Taktsignal und einem übergeordneten Eingang kann voreingestellt und gelöscht werden.

Blockdiagramm des Ringzählers

Aus dem obigen Diagramm,

1). Die Anzahl der verwendeten Zustände beträgt 4 (wobei Anzahl der Zustände = Anzahl der verwendeten Flip-Flops).

2). Voreingestellt oder Löschen: Die Hauptfunktion besteht darin, dass sich auch der Ausgangswert ändert, wenn sich das Eingangstaktsignal ändert.

Die Verbindungen werden wie folgt hergestellt

• Ein Eingang ist mit dem ersten Flip-Flop ff0-Q0 verbunden.
• Ein weiterer Eingang ist mit der CLR der anderen drei Flip-Flops wie ff1, ff2, ff3 verbunden.

Arbeitstheorie

Nehmen wir zum Beispiel eine Bedingung an, bei der voreingestellt = '0000' ist, dann sind die an jedem Flip-Flop erhaltenen Ausgänge wie folgt. Für FF0 ist der Ausgang bei Q0 '1', während bei anderen Flipflops wie ff, ff2, ff3 (die verbunden sind, um zu löschen, wo CLR = 0 ist) die bei Q1 = Q2 = Q3 = '0' erhaltenen Ausgänge. Dies kann verstanden werden, indem der Wahrheitstabelle und ihren Ausgangswellenformen gefolgt wird, die erhalten werden, wenn sie unter Verwendung von Verilog HDL-Code in ausgeführt werden Xilinx-Software.

Wahrheitstabelle

Wo

Eingänge = ORI und CLK

X = Clock kann entweder eine positive oder eine negative Flanke sein

Ausgänge = Q0, Q1, Q2, Q3.

Aus der Tabelle können wir ersehen, dass '1' diagonal von Q0 nach Q3 verschoben wird und wieder zurück zu 'Q0' verschoben wird. Das zeigt also, dass es wie ein Ringzähler funktioniert.

Verilog HDL-Programm für Ringzähler

Modul dff (q, d, c)
Ausgabe q
Eingabe d, c
reg q
Initiale
q = 1'b1
immer @ (posedge c)
q = d
Endmodul

Modul dff1 (q, d, clk)
Ausgabe q
Eingabe d, clk
reg q
Initiale
q = 1'b0
immer @ (posedge clk)
q = d
Endmodul

Modulring (q, clk)
inout [3: 0] q
Eingabe 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)
Endmodul

Zeitdiagramm des Ringzählers

Das Zeitdiagramm des Ringzählers ist unten gezeigt.

Zeitdiagramm des Ringzählers

Klassifizierung von Ringzählern

Ringzähler werden in zwei Kategorien eingeteilt:

Gerader Typ

Der alternative Name eines geraden Typs ist 'ein heißer Zähler', wobei der Ausgang des End-Flip-Flops als Rückmeldung an den Eingang des Start-Flip-Flops gegeben wird. Wobei die Binärziffer 0/1 in Ringform zirkuliert. Es werden zwei voreingestellte Steuersignale (PR) und das Taktsignal (CLK) verwendet. Wenn PR mit FF 0 verbunden ist und CLR mit FF3 verbunden ist. Das Folgende ist das Blockdiagramm eines 4-stufigen geraden Ringzählers.

gerader Ringzähler

Wahrheitstabelle des geraden Ringzählers

Wahrheitstabelle des geraden Typs

Zeitdiagramm des geraden Typs

Timing-Diagramm-vom-geraden Typ

Verdrehter Typ

Der alternative Name des verdrehten Typs ist Schalterschwanz- / Geh- / Johnson-Zähler. Der komplementierte Ausgang des End-Flip-Flops ist eine Rückkopplung zum Eingang des Start-Flip-Flops. Wo der Strom von 1 und 0 in Ringform fließt. Der Twisted-Type-Zähler verwendet zwei Steuersignale wie CLK und ORI. Wobei CLK und ORI allen vier Flip-Flops gemeinsam sind. Das Folgende ist das Blockdiagramm eines 4-stufigen Zählers mit verdrilltem Ring.

Wahrheitstabelle vom verdrehten Typ

Zeitdiagramm des verdrehten Typs

Das Zeitdiagramm des verdrillten Typs ist unten gezeigt.

Timing-Diagramm-von-Johnson-Typ

Unterschied zwischen Ring Type Counter und Johnson Type Counter

Das Folgende ist der Vergleich zwischen Ringzähler und Johnson-Zähler

Vorteile

Die Vorteile sind

• Es kann kodieren und dekodieren Sie die Logik
• Die Implementierung kann mit erfolgen JK und D Flip Flops

Nachteile

Die Nachteile sind

• Von 15 Zuständen werden 4 Zustände verwendet
• Nicht selbststartend.

Anwendungen

Das Folgende sind die Anwendungen

• Frequenzzähler
• ADC
• Digitaluhren
• Messen Sie Timer und Rate usw.

FAQs

1). Wie viele Zustände enthält der 10-Bit-Ringzähler?

Im 10-Bit-Ringzähler werden 10 Zustände verwendet.

2). Was ist der asynchrone Zähler?

Ein asynchroner Zähler arbeitet asynchron, dh er ist unabhängig vom Takt. Es hat 2n - 1 Zustände.

3). Was ist ein Mod eines Zählers?

Ein anderer Name für einen Mod-Zähler ist der Modul-Zähler. Es ist definiert als die Anzahl der Zustände in einem Zähler.

4). Was meinst du mit Johnsons Zähler?

Der Johnson-Zähler ist eine Art von Ringzähler, bei dem der Ausgang des letzten Flip-Flops ergänzt wird und eine Rückmeldung zum Eingang des ersten Flip-Flops erfolgt. Die Anzahl der verwendeten Zustände beträgt 2n.

5). Was ist eine Division durch N Zähler?

Dividiert durch N bedeutet Zähler die Division der Eingangstaktfrequenz durch N.

6). Was meinst du mit dem SISO-Schieberegister?

Ein SISOshift-Register ist ein serielles In-Serial-Out-Register, bei dem die Eingangsdaten und Ausgangsdaten nacheinander seriell verarbeitet und das Ergebnis im Register gespeichert werden.

So, ein Zähler ist ein wichtiger Bestandteil digitaler Elektronen. Sie werden als synchrone (Ring- und Twisted-Typ) und asynchrone Zähler klassifiziert. Dies ist also eine Übersicht über einen Ringzähler, der zwei Steuersignale verwendet, Takt und Voreinstellung. Basierend auf diesen Signalen arbeiten sie im Ringformat, daher wird es als Ringzähler bezeichnet. Sie werden weiter als gerader und verdrillter Typ klassifiziert. Wo jeder Zähler sein eigenes Design hat, Vor- und Nachteile.