Numărătoare Electronice Sincrone

Capitolul I

Numărătoare electronice

I.1. Generalităţi

Numărătoarele sunt circuite logice secvenţiale, destinate numărării impulsurilor care apar la intrarea lor şi memorării rezultatului numărării.

Evoluţia numărătorului în cadrul stărilor se face într-o anumită ordine, fixată prin construcţia numărătorului, în ritmul unui semnal de tact (ceas, clock).

Caracteristicile principale ale unui numărător sunt:

- Capacitatea numărătorului Nmax, care reprezintă numărul maxim de stări stabile ale numărătorului. Nmax<2n, unde n reprezintă numărul de celule bistabile utilizate;

- Rapiditatea în funcţionare, definită la doi parametri:

- frecvenţa impulsurilor de numărare;

- timpul de poziţionare a numărătorului.

I.2. CLASIFICARE:

1. După modul de aplicare a impulsurilor de comandă:

- asincrone - la care intrarea de tact a fiecărei celule bistabile este conectată la ieşirea celulei anterioare

- sincrone - la care toate intrările de tact sunt conectate împreună bascularea tuturor CBB făcându-se în acelaşi moment.

2. După sensul numărării:

- directe - fiecare impuls prezent la intrarea numărătorului creşte conţinutul său cu o unitate

- inverse - fiecare impuls prezent la intrarea numărătorului diminuează conţinutul său cu o unitate

- reversibile - efectuează operaţia de numărare în ambele sensuri

1.3. Numărătoare sincrone

Numărătoarele sincrone sunt din ce în ce mai mult utilizate, posedând avantaje faţă de cele asincrone.

În aceste numărătoare, impulsurile ce urmează a fi numărate se aplică simultan pe toate intrările bistabililor ce formează cascada. În acest fel, bistabilii care au condiţiile de basculare îndeplinite basculează toţi odată.

Deci, pentru un tip de bistabil dat, viteza de numărare va fi mai mare la un numărător sincron, decât la unul de asincron. (În cazul numărătoarelor asincrone, timpul de propagare este de atâtea ori mai mare câţi bistabili posedă cascada, faţă de cazul numărătoarelor sincrone, la care timpul de propagare este egal cu cel al unui bistabil).

Numărător sincron cu două etaje

Figura 1

Funcţionarea: circuitul basculant bistabil A îşi schimbă starea la fiecare semnal aplicat la intrarea sa, T (tact). În schimb, circuitul basculant bistabil nu-şi modifică starea la aplicarea unui semnal T, decât dacă ambele intrări J şi K se găsesc în starea "1". (Ieşirea QA este în starea "1").

Primul semnal complet (front ascendent, front descendent) nu va avea efect decât asupra bistabilului A, deoarece pentru JB = 0 , KB = 0, se va obţine

Al doilea impuls va bascula bistabilul A din "1" în "0", dar simultan îl va bascula şi pe B în "1", deoarece QA = 1 (anterior, exista condiţia JB= 1 , QB= 1 şi deci Qn+1 = ).

Al treilea impuls acţionează din nou numai asupra lui A, deoarece

Al patrulea impuls va acţiona simultan asupra ambilor bistabili şi-i va aduce în zero.

Tabelul de adevăr şi diagrama cu evoluţia î timp a ieşirilor vor fi:

Figura 2 Figura 3

EXEMPLU DE PROIECTARE A UNUI NUMĂRĂTOR SINCRON

Proiectarea unui numărător decadic sincron N=10 (numărare în cod binar ponderat, în sens direct).

Numărul de celule bistabile va fi n = 4 (10 < 24).

Tabelul cu evoluţia stărilor: