Ósamstilltur teljari er stafrænn rás sem telur klukkupúlsa í gegnum tengda flip-flops. Aðeins fyrsta flip-floppið fær aðalklukkuna, á meðan næstu stig breytast hvert á fætur öðru. Þessi bylgjuvirkni gerir það einfalt og gagnlegt fyrir lághraðatalningu og tíðniskiptingu. Þessi grein veitir upplýsingar um virkni þess, gerðir, tímasetningarhegðun, notkun og samanburð.
Grunnatriði ósamstilltra teljara
Ósamstilltur teljari er stafrænn talningarás sem breytir úttaki sínu þegar klukkupúlsar berast. Aðeins fyrsti flip-floppinn tekur við ytri klukkunni beint. Hver næsta flip-flop er virkjuð af úttaki fyrra stigs, þannig að merkið fer í gegnum teljarann í réttri röð.
Þessi skref-fyrir-skref aðgerð er ástæðan fyrir því að hún er einnig kölluð bylgjuteljari. Hönnunin er einföld og hentar vel til grunntalningar í lághraða stafrænum rásum.
Hvernig virkar ósamstilltur teljari?
Klukkuinntak og kveikjukeðja
Fyrsta flip-floppið breytir um ástand þegar það tekur á móti inntaksklukkupúlsinum. Eftir það verður úttak þess kveikjan fyrir næsta flip-flop. Þessi ferill heldur áfram í gegnum hin stigin, þar sem hvert stig breytist aðeins eftir stigið á undan.
Myndun tvíundarúttaks
Hver flip-flop framleiðir einn úttaksbita. Þegar úttökin eru lesin saman mynda þau tvíundartalningu. Fyrsta stigið táknar lægsta bitann, á meðan seinni stig tákna hærri bita. Eftir því sem fleiri flip-flops bætast við, getur teljarinn framleitt fleiri talningarástand.
Helstu gerðir ósamstilltra teljara
Ósamstilltur uppteljari
Ósamstilltur upp-teljari eykur fjölda sinn um einn fyrir hvern klukkupúls. Úttak þess fylgir framvirka tvíundarröð, byrjar á lægsta talningargildi og færist að hæsta gildi. Eftir að hafa náð síðasta talningarástandi snýr teljarinn aftur í upphafsstöðu og endurtekur röðina.
Ósamstilltur niður-teljari
Ósamhverfur niðurteljari minnkar fjölda sinn um einn fyrir hvern klukkupúls. Úttök hennar fylgja öfugri tvíundarröð, þar sem farið er frá hærra talningsgildi yfir í lægra gildi. Þessi öfuga talning fer eftir því hvernig flip-flop úttökin eru tengd frá einu stigi til annars.
Notkun viðbótarúttaks
Flip-flops gefa oft bæði venjuleg og viðbótar úttök. Venjulegt úttak og viðbótarúttak má nota í mismunandi tengileiðum til að styðja gagnstæðar talningarstefnur. Með því að velja hvaða úttak knýr næsta stig, má stilla teljarann þannig að hann telji upp eða niður.
Tímasetning hegðunar í ósamstilltum teljara
Bylgjuáhrif
Bylgjuáhrif þýða að úttaksbitarnir uppfærast ekki samtímis. Breytingin byrjar á fyrsta flip-floppinu og fer svo í gegnum hin stigin eitt af öðru.
Töf á útbreiðslu
Útbreiðsluseinkun er stuttur viðbragðstími hvers flip-flop eftir að hann fær kveikjumerki. Eftir því sem fleiri stig bætast við, sameinast þessar litlu töfir, svo teljarinn tekur lengri tíma að ná stöðugu lokatalningu.
Fölsk millistig
Við sumar talningarbreytingar geta úttakin stuttlega sýnt rangar bráðabirgðastöður áður en þau festast á réttum talningu. Þessi ástand birtast á meðan merkið er enn í gegnum keðjuna og geta haft áhrif á rásir sem lesa úttakið of snemma.
Grunnhönnunarferli
→ Skilgreindu hvort teljarinn þurfi að telja upp, telja niður eða deila tíðni.
→ Veldu nauðsynlegan fjölda bita.
→ Tengdu flip-flops í Cascade.
→ Staðfestu tegund kveikju og úttaksleið.
→ Áætlaðu heildarbylgjutöfina.
→ Athugaðu hvort tengd rökfræði þoli tímabundin ástand.
→ Bættu við stroboskop eða virkjaðu stjórn ef þörf krefur.
→ Prófaðu alla talninguna.
Algengar notkunarleiðir ósamstilltra teljara
Púlstalning
Púlstalning þýðir að ósamstilltur teljari telur innkomandi púlsa einn af öðrum. Hver klukkupúls breytir talningunni um eitt skref.
Atburðatalning
Atburðatalning skráir hversu oft merki eða aðgerð á sér stað. Teljarinn hækkar eða minnkar eftir því sem hvert atburðarmerki berst.
Tíðniskipting
Tíðniskipting lækkar inntakstíðni niður í lægri úttakstíðni. Hvert flip-flop stig skiptir merkinu enn frekar.
Klukkudeild
Klukkudeiling býr til hægari klukkumerki frá hraðari klukkuinntaki. Þetta er gagnlegt þegar rás þarf hægari tímasetningarmerki.
Tímamælirásir
Tímamælirásir nota ósamstillta teljara til að telja klukkupúlsa yfir tíma. Talningargildið getur stutt einfaldar tímasetningaraðgerðir.
LED teljandi skjáir
LED talningarskjáir sýna talningargildi með stafrænum útgangi. Úttaksbitarnir geta verið tengdir við skjárásir til að sýna breytilegar talningarstöður.
Samanburður: Ósamstilltir vs. samstilltir teljarar
| Eiginleiki | Ósamstilltur teljari | Samstilltur teljari |
|---|---|---|
| Lokunaraðferðin | Bylgjur í gegnum stig | Sameiginleg klukka fyrir öll stig |
| Úttakstími | Ekki samtímis | Næstum samtímis |
| Hraði | Neðri | Hærra |
| Flækjustig | Einfaldari | Flóknari |
| Seinkunaráhrif | Meira áberandi | Betur stjórnað |
| Best að nota | Lághraðatalning | Hraðari stafræn kerfi |
Niðurstaða
Ósamstilltir teljarar eru einfaldar talningarhringrásir sem virka með því að senda klukkubreytingar frá einni flip-flop til annarrar. Þau nýtast vel til púlstalningar, atburðatalningar, tíðniskiptingar, klukkudeilingar, tímastilla, LED-skjáa og lághraðastýringar. Helstu takmörk þeirra eru bylgjutöf, tímabundin fölsk ástand og lægri hraði. Fyrir rásir sem þurfa að skipta um úttak saman eru samstilltir teljarar yfirleitt hentugri.
Algengar spurningar [FAQ]
Hversu mörg ástand getur ósamstilltur teljari haft?
Ósamstilltur teljari getur haft 2ⁿ ástand, þar sem n er fjöldi flip-flops.
Hvað er mótvægisbiti?
Teljarbiti er eitt úttak frá einni flip-flop.
Hvað er talnaríki?
Teljandi ástand er fullt tvíundargildi sem myndast af öllum flip-flop úttakum.
Getur ósamstilltur teljari byrjað yfir núlli?
Já. Forstillt eða hreinsuð inntök geta stillt teljarann á valið upphafsgildi.
9,5 Hvað gerist eftir hæsta talningu?
Teljarinn snýst yfir og snýr aftur að upphafstalningunni.
Af hverju er fyrsta flip-floppið lægsti bitinn?
Hún breytist með hverjum klukkupúlsi, svo hún táknar minnsta tvíundargildið.
