contatori contatore = circuito sequenziale che conta il numero di impulsi di ck applicati al suo...
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CONTATORI
CONTATORE = circuito sequenziale che conta il numero di impulsi di CK applicati al suo ingresso e fornisce un’ indicazione numerica binaria
MODULO = numero delle possibili combinazioni binarie di uscita
es: un contatore MOD 4 produce le seguenti combinazioni di uscita:00011011
4 combinazioni (valore max. 3)
CONTATORI
SINCRONI = tutti i FF hanno il CK in comune
ASINCRONI = il CK è collegato solo al primo FF, i successivi ricevono il CK dall’uscita del FF precedente
Contatori asincroni modulo 2n
C K
C L
J
K
Q
QC L
J
K
Q
QC L
J
K
Q
QC L
1 1 1Q 0 Q 1 Q 2
C K
Q 0
Q 1
Q 2
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
2
1
1
0
3
0
0
1
4
1
0
1
5
0
1
1
6
1
1
1
7n = contatore MOD 8 (23)
f
f/2
f/4
f/8
Contatori asincroni modulo 2n
Lo schema precedente è generalizzabile ad un numero qualunque di FF:
• per realizzare un contatore asincrono di modulo 2n, si devono collegare in cascata n FF; il contatore produce la sequenza di combinazioni da 0 a 2n-1
• se si dispone di FF di tipo PET occorre collegare le uscite Q di ogni FF col CK del FF successivo
i contatori considerati sono del tipo a incremento (up) e per realizzare dei contatori a decremento (down)?
Contatori asincroni di modulo qualunque
C K
J
K
Q
QC L
J
K
Q
QC L
J
K
Q
QC L
1 1 1Q 0 Q 1 Q 2
C K
Q 0
Q 1
Q 2
C L
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
contatore MOD 5
Contatori asincroni di modulo qualunque
Lo schema precedente è generalizzabile ad un modulo qualunque:
• per realizzare un contatore asincrono di modulo qualunque, si deve scegliere il minimo valore di n tale che 2n > mod e si deve realizzare il corrispondente contatore asincrono con n FF
• si individuano le uscite Q che sono alte in corrispondenza della combinazione d’uscita pari a mod
• si collegano tali uscite ad una porta NAND la cui uscita deve essere collegata all’ ingresso asincrono di CL (attivo–basso) di ciascun FFN.B. se CL è attivo-alto usare una porta AND
Collegamento in cascata di più contatori
CONTATOREm od 10
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3
CONTATOREm od 10
Q 0 Q 1 Q 2 Q 3
C K
unità
deci
ne
modulo totale = m1 * m2
Limite in frequenza dei contatori asincroni
FFPCK tnT ,
in un contatore asincrono, ad ogni impulso di CK, il conteggio sarà sicuramente corretto solo dopo che il segnale si è propagato attraverso tutti i FF (il caso peggiore si verifica quando le uscite passano da tutte alte a tutte basse)
Il tempo che intercorre tra 2 impulsi di CK deve quindi rispettare la condizione:
FFP
CK tnf
,
1
Contatori sincroni di modulo 2n
num . im puls i C K
Q 0Q 1Q 2Q 3
0123456789
101112131415
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
num . im puls i C K
Q 0Q 1Q 2Q 3
0123456789
101112131415
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
num . im puls i C K
Q 0Q 1Q 2Q 3
0123456789
101112131415
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
un contatore sincrono di modulo 2n si realizza utilizzando n FF i cui CK vengono comandati tutti simultaneamente
num . im puls i C K
Q 0Q 1Q 2Q 3
0123456789
101112131415
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
num . im puls i C K
Q 0Q 1Q 2Q 3
0123456789
101112131415
0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1
• Q0 commuta ad ogni impulso di CK J0=K0=1
• Q1 commuta ogni volta che Q0=1 J1=K1=Q0
• Q2 commuta ogni volta che Q1=Q0=1 J2=K2=Q1Q0
• Q3 commuta ogni volta che Q2=Q1=Q0=1 J3=K3=Q2Q1Q0
Contatori sincroni di modulo 2n (cont.)
C K
J
K
Q
QC L
J
K
Q
QC L
J
K
Q
QC L
1
Q 0 Q 1 Q 2J
K
Q
QC L
Q 3
Progetto generale dei contatori sincroni
000
001 101
011
010 100
es: progetto di un contatore a incremento modulo 6
1. scrivere la tabella di verità (e/o il diagramma degli stati)
n impulsi CK Q2 Q1 Q0
0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
6 0 0 0
Progetto generale dei contatori sincroni (cont.)
Qn Qn+
1
J K
0 0 0 X
0 1 1 X
1 0 X 1
1 1 X 0
2. individuare le mappe di commutazione dei singoli FF sulla base della tabella di eccitazione di un singolo FF
n impulsi CK Q2 Q1 Q0 FF2 FF1 FF0
J2 k2 J1 K1 J0 K0
0 0 0 0 0 X 0 X 1 X
1 0 0 1 0 X 1 X X 1
2 0 1 0 0 X X 0 1 X
3 0 1 1 1 X X 1 X 1
4 1 0 0 X 0 0 X 1 X
5 1 0 1 X 1 0 X X 1
6 0 0 0
Progetto generale dei contatori sincroni (cont.)
3. minimizzare le mappe di karnaugh da cui si ricavano le funzioni di collegamento tra i vari FF
dalle mappe di Karnaugh si ricava:• J0=k0=1• J1=Q2Q0 K1=Q2
• J2=K2=Q1Q0
C K
J0
K 0
Q
QC L
J1
K 1
Q
QC L
J2
K 2
Q
QC L
1
Q 0 Q 1 Q 2