מונה סינכרוני

מהו מונה?

מונה הוא מכשיר שיכול לספור כל אירוע מסוים על בסיס כמה פעמים התרחש האירוע / ים המסוימים. במערכת לוגיקה דיגיטלית או במחשבים, מונה זה יכול לספור ולאחסן את מספר הפעמים שאירוע או תהליך מסוים התרחש, בהתאם לאות שעון. הסוג הנפוץ ביותר של מונה הוא מעגל לוגיקה דיגיטלי רציף עם כניסת שעון אחת ויציאות מרובות. היציאות מייצגות מספרים עשרוניים מקודדים בינאריים או בינאריים. כל דופק שעון מגדיל את המספר או מוריד את המספר.

מונה סינכרוני

Synchrounous מתייחס בדרך כלל למשהו שמורכב עם אחרים על בסיס זמן. אותות סינכרוניים מתרחשים באותו קצב שעון וכל השעונים עוקבים אחר אותו שעון התייחסות.

במדריך הקודם של מונה אסינכרוני ראינו שהפלט של מונה זה מחובר ישירות לקלט של המונה הבא הבא וביצוע מערכת שרשרת, ובשל עיכוב זה של התפשטות מערכת השרשרת מופיע בשלב הספירה ויוצר עיכובים בספירה. במונה סינכרוני, קלט השעון על כל הכפכפים משתמש באותו מקור ויוצר את אותו אות שעון בו זמנית. אז, מונה המשתמש באותו אות שעון מאותו מקור באותו זמן נקרא מונה סינכרוני.

דלפק סינכרוני למעלה

בתמונה שלעיל מוצג עיצוב הדלפק הסינכרוני הבסיסי שהוא דלפק סינכרוני למעלה. סינכרוני 4 סיביות עד לדלפק להתחיל לספור מ 0 (0000 ב בינארי) ו תוספת או לספור כלפי מעלה כדי 15 (1111 ב בינארי) ולאחר מכן להתחיל מחזור ספירה חדשה על ידי מקבל איפוס. תדירות ההפעלה שלו גבוהה בהרבה מאותו מונה אסינכרוני בטווח. כמו כן, אין עיכוב התפשטות במונה הסינכרוני רק מכיוון שכל הכפכפים או שלב הנגד נמצאים במקור שעון מקביל והשעון מפעיל את כל המונים בו זמנית.

השעון החיצוני מסופק ישירות לכל כפכפי JK בו זמנית באופן מקביל. אם אנו רואים את המעגל, הכפכף הראשון, FFA שהוא הסיבית הכי פחות משמעותית במונה הסינכרוני הזה של 4 סיביות, מחובר לכניסה חיצונית של לוגיקה 1 באמצעות סיכה J ו- K. בשל חיבור זה, היגיון HIGH על פני אות הלוגיקה 1, משנה את מצב הכפכף הראשון בכל דופק שעון.

השלב הבא, הכפכף השני FFB, סיכת הקלט של J ו- K מחובר על פני הפלט של הכפכף הראשון. במקרה של FFC ו- FFD, שני שערים נפרדים של AND מספקים את ההיגיון הדרוש לרוחבם. אותם AND שערים יוצרים לוגיקה באמצעות קלט ופלט מהכפכפים בשלב הקודם.

אנו יכולים ליצור את אותו רצף הספירה בו נעשה שימוש במונה האסינכרוני על ידי יצירת מצב בו כל כפכפים משנים את מצבו, תלוי אם כל תפוקת הכפכפים הקודמת הינה גבוהה בהיגיון. אבל בתרחיש זה, לא תהיה השפעה של אדווה רק בגלל שכל הכפכפים נעוצים בו זמנית.

דלפק למטה סינכרוני

שינויים קלים בסעיף AND, ובאמצעות הפלט ההפוך מ- JK flip-flop, אנו יכולים ליצור מונה למטה סינכרוני. מונה למטה סינכרוני למטה 4 סיביות מתחיל לספור מ 15 (1111 ב בינארי) וירידה או ספירה כלפי מטה ל 0 או 0000 ולאחר מכן הוא יתחיל מחזור ספירה חדש על ידי איפוס. בשנת מונה למטה סינכרוני, הקלט AND Gate השתנה. קלט FFA הראשון של כפכף זהה לזה שהשתמשנו בדלפק הקודם סינכרוני למעלה. במקום להזין ישירות את הפלט של הכפכף הראשון לכפכף הבא הבא, אנו משתמשים בסיכת פלט הפוכה המשמשת לתת קלט J ו- K על פני FFB הבא של הכפכף ומשמש גם כסיכת כניסה על פני ה- AND שַׁעַר. כמו במעגל הקודם, שני AND שערים מספקים היגיון הכרחי לשני הכפכפים הבאים FFC ו- FFD.

תרשים תזמון מונה סינכרוני

בתמונה שלעיל, קלט השעון על פני כפכפים ודיאגרמת תזמון הפלט מוצגת. בכל דופק שעון, מונה סינכרוני נחשב ברצף. פלט הספירה על פני ארבעה סיכות פלט הוא מצטבר בין 0 ל -15, בינארי 0000 עד 1111 עבור מונה סינכרוני למעלה 4 סיביות. לאחר 15 או 1111, הדלפק התאפס ל 0 או 0000 וספור שוב עם מחזור ספירה חדש.

עבור דלפק למטה סינכרוני שבו הפלט ההפוך מחובר על פני שער AND, קורה בדיוק שלב ספירה מנוגד. הדלפק מתחיל לספור מ -15 או 1111 עד 0 או 0000 ואז מתחילים מחדש כדי להתחיל מחזור ספירה חדש ושוב מתחילים מ 15 או 0000.

מונה עשור בסינכרוני 4 סיביות

זהה כמו כמו דלפק אסינכרוני, דלפק עשור או דלפק BCD שיכול לספור 0 אליו יכול להיעשות על ידי כפכפים מדורגים. זהה כמו לדלפק אסינכרוני, כמו כן, תהיה לו תכונת "חלק על ידי n" עם מספר מודולו או MOD. עלינו להגדיל את ספירת ה- MOD של המונה הסינכרוני (יכולה להיות בתצורה למעלה או למטה).

הנה מעגל הנגד של העשור הסינכרוני של 4 סיביות מוצג-

המעגל מעל נעשה באמצעות מונה בינארי סינכרוני, המייצר רצף ספירה בין 0 ל 9. לוגיקה נוספת מיושמת עבור רצף המצב הרצוי וכדי להמיר מונה בינארי זה למונה עשור (בסיס 10 מספרים, עשרוני). כאשר הפלט מגיע לספירה 9 או 1001, המונה יתאפס ל 0000 ושוב יחשב עד 1001.

במעגל הנ"ל ושערי AND יזהו את רצף הספירה שמגיע ל -9 או 1001 וישנה את מצב הכפכף השלישי משמאל, FFC כדי לשנות את מצבו בדופק השעון הבא. לאחר מכן הדלפק מתאפס ל 000 ושוב מתחיל לספור עד שמגיעים ל 1001.

ניתן לבצע את MOD-12 מהמעגל הנ"ל אם נשנה את המיקום של AND שערים והוא יספור 12 מצבים מ- 0 (0000 בבינארי) ל- 11 (1011 בבינארי) ואז נאפס ל- 0.

מידע בנושא טריגר דופק

ישנם שני סוגים של כפכפים המופעלים על ידי קצה, קצה חיובי או קצה שלילי.

כפכפי אדג 'חיוביים או רינג אדג' סופרים צעד אחד בודד כאשר קלט השעון משנה את מצבו מלוגיקה 0 לוגיקה 1, במונח אחר לוגיקה נמוכה לוגיקה גבוהה.

מצד שני, קצה שלילי או כפכפי קצה נופלים סופרים צעד אחד בודד כאשר קלט השעון משנה את מצבו מלוגיקה 1 ללוגיקה 0, במונח אחר לוגיקה גבוהה לוגיקה נמוכה.

דלפקים אדווה משתמשים בקצות נפילות בקצה נופל או בקצה שלילי כדי לשנות את המצב. יש מאחוריה סיבה. זה יקל על ההזדמנויות לקלוע מונים יחד, כיוון שהסיבית החשובה ביותר של מונה אחד יכולה להניע את קלט השעון של המונה הבא.

הצעת דלפק סינכרוני לבצע ולבצע סיכה ליישום הקשור נגד קישור. בשל כך, אין עיכוב התפשטות בתוך המעגלים.

יתרונות וחסרון של מונה סינכרוני

כעת אנו מכירים את המונה הסינכרוני ומה ההבדל בין המונה האסינכרוני למונה הסינכרוני. מונה סינכרוני מבטל המון מגבלות המגיעות לדלפק אסינכרוני.

היתרונות של הדלפק סינכרוני הוא כדלקמן-

1. קל יותר לתכנן מאשר הדלפק האסינכרוני.
2. זה פועל במקביל.
3. לא קשור עיכוב התפשטות.
4. רצף הספירה נשלט באמצעות שערים לוגיים, סיכויי השגיאה נמוכים יותר.
5. פעולה מהירה יותר מהדלפק האסינכרוני.

למרות שיש יתרונות רבים, חסרון אחד גדול בעבודה עם מונה סינכרוני הוא שהוא דורש הרבה לוגיקה נוספת כדי לבצע.

שימוש במונה סינכרוני

יישומים מעטים שבהם משתמשים במונים סינכרוניים-

1. בקרת תנועה במכונה
2. דלפק סל"ד מוטורי
3. מקודדי פיר סיבובי
4. מחוללי שעון דיגיטלי או דופק.
5. מערכות שעון אזעקה דיגיטליות.