카운터는 단일 클록 신호를 사용하여 신호의 펄스, 주파수 및 시간을 계산하는 기능을 가진 순차 회로입니다. 중요한 구성 요소입니다 디지털 전자 전체 전자 장치가 카운터에서 작동하기 때문입니다. 그들은 (유사하거나 다른) 플립 플롭 세트를 그룹화하여 설계되었습니다. 카운터는주기의 상태 수로 표시되는 다양한 모듈 모드에서 작동합니다. 두 가지 유형이 있습니다. 카운터 , 그들은 동기 및 비동기 카운터입니다. 동기식 카운터는 입력 클록 신호를 기반으로 작동하며 비동기식 카운터는 입력 클록 신호와 독립적입니다. 동기식 카운터는 시프트 레지스터 링형 및 트위스트 형 링 카운터로 더 분류되는 카운터.
링 카운터는 무엇입니까?
정의: 링 카운터는 SISO ( 직렬 입력 직렬 출력 ) 시프트 레지스터 카운터, 여기서 플립 플롭의 출력은 링 카운터로 작동하는 플립 플롭의 입력에 연결됩니다. 링 카운터의 설계는 4 개의 D- 플립 플롭 공통 클럭 신호 및 우선 입력을 사용하여 사전 설정 및 지우기에 연결할 수 있습니다.
링 카운터 블록 다이어그램
위의 다이어그램에서
1). 사용되는 상태 수는 4입니다 (상태 수 = 사용 된 플립 플롭 수 없음).
2). 사전 설정 또는 지우기 :이 기능의 주요 기능은 입력 클럭 신호가 변경되면 출력 값도 변경됩니다.
연결은 다음과 같이 이루어집니다.
- 하나의 입력은 첫 번째 플립 플롭 ff0-Q0에 연결됩니다.
- 다른 입력은 ff1, ff2, ff3과 같은 다른 세 개의 플립 플롭의 CLR에 연결됩니다.
작동 이론
예를 들어, 사전 설정 = '0000'인 조건을 가정하면 각 플립 플롭에서 얻은 출력은 다음과 같습니다. FF0의 경우 Q0의 출력은 '1'인 반면 ff, ff2, ff3 (CLR = 0 인 경우 클리어에 연결됨)과 같은 다른 플립 플롭에서는 Q1 = Q2 = Q3 = '0'에서 얻은 출력입니다. 이것은 진리표와 Verilog HDL 코드를 사용하여 실행했을 때 얻은 출력 파형을 따라 이해할 수 있습니다. 자일링스 소프트웨어.
진실 테이블
또는 | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Q3 |
낮은 맥박 | 엑스 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
어디
입력 = ORI 및 CLK
X = 클럭은 양의 에지 또는 음의 에지 일 수 있습니다.
출력 = Q0, Q1, Q2, Q3.
표에서 '1'이 Q0에서 Q3으로 대각선으로 이동하고 다시 'Q0'으로 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 링 카운터처럼 작동 함을 보여줍니다.
링 카운터 용 Verilog HDL 프로그램
모듈 dff (q, d, c)
출력 q
입력 d, c
reg q
머리 글자
q = 1’b1
항상 @ (posedge c)
q = d
끝 모듈
모듈 dff1 (q, d, clk)
출력 q
입력 d, clk
reg q
머리 글자
q = 1’b0
항상 @ (posedge clk)
q = d
endmodule
모듈 링 (q, clk)
입력 [3 : 0] q
입력 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)
끝 모듈
링 카운터의 타이밍 다이어그램
링 카운터의 타이밍 다이어그램은 아래와 같습니다.
링 카운터의 타이밍 다이어그램
링 카운터의 분류
링 카운터는 두 가지로 분류됩니다.
스트레이트 형
스트레이트 타입의 다른 이름은 '원 핫 카운터'로, 종료 플립 플롭의 출력은 시작 플립 플롭의 입력에 대한 피드백으로 제공됩니다. 이진수 0/1이 링 형태로 순환되는 곳. 두 개의 제어 신호 사전 설정 (PR) 및 클록 신호 (CLK)가 사용됩니다. PR은 FF 0에 연결되고 CLR은 FF3에 제공됩니다. 다음은 4 단계 스트레이트 링 카운터의 블록 다이어그램입니다.
스트레이트 링 카운터
스트레이트 링형 카운터 진리표
직선형의 진리표
스트레이트 타입의 타이밍 다이어그램
직선형 타이밍 다이어그램
꼬인 유형
꼬인 유형의 대체 이름은 스위치 테일 / 보행 / 존슨 유형 카운터입니다. 종료 플립 플롭의 보완 출력은 시작 플립 플롭의 입력에 대한 피드백입니다. 1과 0의 흐름이 고리 형태로 흐르는 곳. 트위스트 타입 카운터는 CLK 및 ORI와 같은 두 가지 제어 신호를 사용합니다. CLK와 ORI는 4 개의 플립 플롭 모두에 공통입니다. 다음은 4 단 트위스트 링형 카운터의 블록 다이어그램입니다.
꼬인 유형의 진실 표
또는 | CLK | Q0 | Q1 | Q2 | Q3 |
낮은 맥박 | 엑스 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
꼬인 유형의 타이밍 다이어그램
트위스트 타입의 타이밍 다이어그램은 아래와 같습니다.
존슨 유형의 타이밍 다이어그램
링형 카운터와 존슨 형 카운터의 차이점
다음은 링 카운터와 존슨 카운터의 비교입니다.
링 카운터 | 존슨 카운터 |
| 마지막 플립 플롭의 출력은 시작 플립 플롭에 대한 입력으로 제공됩니다. | 마지막 플립 플롭의 출력이 보완되고 시작 플립 플롭에 대한 입력으로 제공됩니다. |
| 상태 수 = 사용 된 플립 플롭 수 | 'n'개의 플립 플롭이 사용되는 경우 '2n'개의 상태가 필요합니다. |
| 입력 회수 = n | 입력 주파수 = f |
| 출력 주파수 = f / n | 출력 주파수 = f / 2n |
| 총 미사용 상태 = (2엔– n) | 총 미사용 상태 = (2엔-2n) |
장점
장점은
단점
단점은
- 15 개 상태 중 4 개 상태 사용
- 비 자동 시작.
응용
다음은 응용 프로그램입니다
FAQ
1). 10 비트 링 카운터에는 몇 개의 상태가 있습니까?
10 비트 링 카운터에는 10 개 상태가 사용됩니다.
2). 비동기 카운터 란 무엇입니까?
비동기 카운터는 클럭 펄스에 독립적 인 비동기식으로 작동합니다. 2n – 1 개의 상태가 있습니다.
삼). 카운터 모드 란 무엇입니까?
mod 카운터의 또 다른 이름은 Modulus 카운터입니다. 카운터의 상태 수로 정의됩니다.
4). 존슨 카운터 란 무엇을 의미합니까?
Johnson 카운터는 마지막 플립 플롭의 출력이 보완되고 첫 번째 플립 플롭의 입력에 피드백되는 링 카운터 유형 중 하나입니다. 사용되는 상태 수는 2n입니다.
5). N으로 나누기 카운터 란 무엇입니까?
N 카운터로 나누는 것은 입력 클럭 주파수를 N으로 나누는 것을 의미합니다.
6). SISO 시프트 레지스터 란 무엇을 의미합니까?
SISOshift 레지스터는 레지스터의 직렬 직렬 출력으로, 입력 데이터와 출력 데이터가 차례로 직렬로 처리되고 결과가 레지스터에 저장됩니다.
그러므로, 카운터 디지털 전자의 중요한 구성 요소입니다. 그들은 동기식 (링형 및 트위스트 형) 및 비동기식 카운터로 분류됩니다. 따라서 이것은 두 개의 제어 신호, 클럭 및 사전 설정을 사용하는 링 카운터의 개요입니다. 이러한 신호를 기반으로 링 형식으로 작동하므로 링 카운터라고하며 직선형 및 트위스트 형으로 더 분류됩니다. 각 카운터마다 고유 한 디자인, 장점 및 단점이 있습니다.
