- Mikä on laskuri?
- Mikä on asynkroninen?
- Asynkroninen laskuri
- Asynkroninen typistetty laskuri ja vuosikymmenen laskuri
- Asynkronisen vuosikymmenen laskurin ja sen totuustaulukon ajoituskaavio
- Asynkronisen laskurin, esimerkin ja käytettävyyden luominen
- Taajuuden jakajat
- Asynkronisen laskurin edut ja haitat
Mikä on laskuri?
Laskuri on laite, joka voi laskea minkä tahansa tietyn tapahtuman sen perusteella, kuinka monta kertaa tietty tapahtuma on tapahtunut. Digitaalisessa logiikkajärjestelmässä tai tietokoneissa tämä laskuri voi laskea ja tallentaa kuinka monta kertaa jokin tietty tapahtuma tai prosessi on tapahtunut kellosignaalista riippuen. Yleisin laskurityyppi on peräkkäinen digitaalinen logiikkapiiri, jossa on yksi kellotulo ja useita lähtöjä. Lähdöt edustavat binaarisia tai binäärikoodattuja desimaalilukuja. Jokainen kellopulssi joko lisää numeroa tai vähentää sitä.
Mikä on asynkroninen?
Asynkroninen tarkoittaa synkronoinnin puuttumista. Jotain, jota ei ole olemassa tai tapahtuu samanaikaisesti. Laskennassa tai tietoliikennevirrassa Asynchronous tarkoittaa toiminnan ajoituksen ohjaamista lähettämällä pulssin vain, kun edellinen operaatio on suoritettu, sen sijaan, että lähetettäisiin sitä säännöllisin väliajoin.
Asynkroninen laskuri
Nyt ymmärsimme, että mikä on laskuria ja mikä on sanan asynkroninen merkitys . Asynkroninen laskuri voi laskea käyttämällä asynkronista kellotuloa. Laskurit voidaan tehdä helposti kiikarilla. Koska määrä riippuu kellosignaalista, asynkronisen laskurin tapauksessa vaihtuvat tilabitit tarjotaan kellosignaalina seuraaville kiikaleille. Nämä varvastossut on kytketty sarjaan toisiinsa, ja kellopulssi aaltoilee laskurin läpi. Aaltoilevan kellopulssin vuoksi sitä kutsutaan usein aaltoilulaskuriksi. Asynkroninen laskuri voi laskea 2 n - 1 mahdollista laskentatilaa.
Asynkroninen typistetty laskuri ja vuosikymmenen laskuri
Koska asynkronilaskureille, kuten MOD-16, on maksimilähtömäärä 4-bittisellä tarkkuudella, on myös mahdollista käyttää perusasynkronilaskuria kokoonpanossa, että laskentatila on pienempi kuin niiden enimmäislähtömäärä. Modulo- tai MOD-laskurit ovat yksi tällaisista laskureista. Konfiguraatio, joka on tehty siten, että laskuri nollautuu nollaan ennalta määritetyllä arvolla ja siinä on katkaistut sekvenssit.
Joten jos laskuri, jolla on tietty määrä resoluutioita (n-bittinen tarkkuus), joka lasketaan, kutsutaan täyden sekvenssin laskuriksi ja toisaalta, jos sitä lasketaan vähemmän kuin enimmäismäärä, kutsutaan katkaistuksi laskuriksi.
Asynchronous Truncated -laskuria voidaan käyttää yhdistelmälogiikan kanssa, jotta saadaan hyötyä kiikun asynkronisten tulojen hyödystä.
Modulo 16: n asynkronista laskuria voidaan muokata käyttämällä muita logiikkaportteja, ja sitä voidaan käyttää siten, että lähtö antaa vuosikymmenen (jaettuna 10: llä) laskurin lähdön, mikä on hyödyllinen laskettaessa standardin desimaalilukuja tai aritmeettisissa piireissä. Tämäntyyppisiä laskureita kutsuttiin vuosikymmenen laskureiksi.
Vuosikymmenen laskurit edellyttävät nollaamista, kun lähtö saavuttaa desimaaliarvon 10.
Jos laskemme 0-9 (10 vaihetta), binääriluku on -
| Numeroiden määrä | Binaariluku | Desimaaliarvo |
| 0 | 0000 | 0 |
| 1 | 0001 | 1 |
| 2 | 0010 | 2 |
| 3 | 0011 | 3 |
| 4 | 0100 | 4 |
| 5 | 0101 | 5 |
| 6 | 0110 | 6 |
| 7 | 0111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
Joten, kun lähtö saavuttaa arvon 1001 (BCD = 9), laskuri on nollattava. Laskurin nollaamiseksi meidän on syötettävä tämä ehto takaisin kuittaustuloon. Laskuria, joka laskee 0000 (BCD = 0) - 1001 (BCD = 9), kutsutaan BCD: ksi tai binäärikoodatuksi desimaalilaskuriksi.
Asynkronisen vuosikymmenen laskurin ja sen totuustaulukon ajoituskaavio
Yllä olevassa kuvassa perusasynkroninen laskuri, jota käytetään vuosikymmenen laskurikokoonpanona käyttäen 4 JK-kiikunaa ja yhtä NAND-porttia 74LS10D. Asynkroninen laskuri laskee ylöspäin jokaisesta kellopulssista alkaen 0000 (BCD = 0) - 1001 (BCD = 9). Jokainen JK-kiikelähtö tuottaa binääriluvun, ja binäärilähtö syötetään seuraavaan seuraavaan kiikaan kellotulona. Lopullisessa lähdössä 1001, joka on 9 desimaalin tarkkuudella, lähtö D, joka on merkittävin bitti, ja lähtö A, joka on vähiten merkittävä bitti, molemmat ovat logiikassa 1. Nämä kaksi lähtöä on kytketty 74LS10D: n tuloon. Kun seuraava kellopulssi on vastaanotettu, 74LS10D: n lähtö palauttaa tilan Logic High tai 1: stä Logic Low: ksi tai 0: ksi.
Sellaisessa tilanteessa, kun 74LS10D muuttaa lähtöä, 74LS73 JK -kiikarit nollataan, kun NAND-portin lähtö on kytketty CLEAR 74LS73 -tuloon. Kun kiikarit nollautuvat, lähtö D: stä A: hon muuttui 0000: ksi ja NAND-portin lähtö palautettiin takaisin logiikaksi 1. Tällaisella kokoonpanolla kuvassa esitetystä ylemmästä piiristä tuli Modulo-10 tai vuosikymmenen laskuri.
Totuus taulukko vuosikymmenen laskuri on esitetty seuraavassa pöytä-
| Kellopulssi | Desimaaliarvo | Lähtö - D | Lähtö - C | Lähtö - B | Lähtö - A |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 6 | 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 8 | 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Alla olevassa kuvassa näkyy ajoituskaavio ja kellosignaalin 4 lähdön tila. Palautuspulssi näkyy myös kaaviossa.
Asynkronisen laskurin, esimerkin ja käytettävyyden luominen
Voimme muokata asynkronisen laskurin laskusykliä menetelmällä, jota käytetään laskurin ulostulon katkaisussa. Muita laskusyklejä varten voimme muuttaa tuloyhteyttä NAND-portin yli tai lisätä muita logiikkaporttien kokoonpanoja.
Kuten aiemmin keskustelimme, suurin moduuli voidaan toteuttaa n lukumäärällä on 2 n. Tätä varten, jos haluamme suunnitella katkaistun asynkronisen laskurin, meidän pitäisi selvittää kahden alin teho, joka on joko suurempi tai yhtä suuri kuin haluttu moduulimme.
Esimerkiksi, jos haluamme laskea 0-56 tai mod - 57 ja toistaa nollasta, suurin vaadittu kiipeilykertojen lukumäärä on n = 6, mikä antaa suurimman moduulin 64. Jos valitsemme vähemmän kiikarien määrää, moduuli ei riitä lukemaan lukuja 0-56. Jos valitsemme n = 5, suurin MOD on = 32, mikä on riittämätön laskentaan.
Voimme kaskada kaksi tai useampia 4-bittisiä aaltoilulaskureita ja määrittää jokaisen yksilön " jaettuna 16: lla" tai " jaettuna 8: lla" kokoonpanoksi saadaksesi MOD-128: n tai useamman määritetyn laskurin.
74LS-segmentissä 7493 IC voitaisiin konfiguroida tällä tavoin, kuten jos määritämme 7493 " jaettuna 16 " -laskurilla ja kaskadien toiset 7493-piirisarjat " jaettuna 8 " -laskurina, saamme " jaa 128: lla" taajuuden jakaja.
Muut IC: t, kuten 74LS90, tarjoavat ohjelmoitavan aaltoilulaskurin tai jakajan, joka voidaan konfiguroida jakamalla 2: lla, jakamalla 3: lla tai jakamalla 5: llä tai muilla yhdistelmillä.
Toisaalta, 74LS390 on toinen joustava valinta, jota voidaan käyttää suuressa jaossa luvulla 2 - 50 100 ja myös muilla yhdistelmillä.
Taajuuden jakajat
Yksi asynkronisen laskurin parhaista käyttötavoista on käyttää sitä taajuusjakajana. Voimme pienentää korkean kellotaajuuden käyttökelpoiseen, vakaan arvoon, joka on paljon pienempi kuin todellinen korkeataajuinen kello. Tämä on erittäin hyödyllistä digitaalisessa elektroniikassa, ajoitukseen liittyvissä sovelluksissa, digitaalisissa kelloissa ja keskeytyslähdegeneraattoreissa.
Oletetaan, että käytämme klassista NE555-ajastin-IC: tä, joka on monostabiili / vakaa multivibraattori, käy 260 kilohertsillä ja vakaus on +/- 2%. Voimme helposti lisätä " Jaettu 2: lla" 18-bittisen aaltoilulaskurin ja saada 1 Hz: n vakaan lähdön, jota voidaan käyttää 1 sekunnin viiveen tai 1 sekunnin pulssin tuottamiseen, mikä on hyödyllinen digitaalisille kelloille.
Tämä on yksinkertainen piiri tuottaa vakaa taajuus tai ajoitus epävakaasta lähteestä jakamalla taajuus aaltoilulaskurin avulla. Tarkemmat kideoskillaattorit voivat tuottaa tarkan korkean taajuuden paitsi signaaligeneraattorit.
Asynkronisen laskurin edut ja haitat
Asynkroniset laskurit voidaan helposti rakentaa tyypin D kiikkuilla. Ne voidaan toteuttaa käyttämällä " jako n: llä " -laskuripiiriä, joka tarjoaa paljon enemmän joustavuutta suurempiin laskentaväliin liittyviin sovelluksiin, ja katkaistu laskuri voi tuottaa minkä tahansa moduulilukumäärän.
Näistä ominaisuuksista huolimatta asynkroninen laskuri tarjoaa joitain rajoituksia ja haittoja.
Asynkronista laskuria käytettäessä tarvitaan uudelleensynkronointilähtöliitännät, jotka tarvitaan kiikun uudelleensynkronointiin. Lisäksi katkaistun sekvenssin laskemiseksi tarvitaan ylimääräinen palautelogiikka, kun se ei ole yhtä suuri kuin.
Kun lasketaan suuri määrä bittejä, ketjujärjestelmän takia etenemisviive peräkkäisillä vaiheilla tuli liian suureksi, josta on vaikea päästä eroon. Tällaisessa tilanteessa synkroniset laskurit ovat nopeampia ja luotettavampia. Asynkronisessa laskurissa on myös laskuvirheitä, kun sen yli käytetään korkeita kellotaajuuksia.