సర్క్యూట్ మరియు టైమింగ్ రేఖాచిత్రాలతో అలల కౌంటర్ గురించి సంక్షిప్త

సర్క్యూట్ మరియు టైమింగ్ రేఖాచిత్రాలతో అలల కౌంటర్ గురించి సంక్షిప్త

యంత్రాల ద్వారా ప్యాకేజీకి 10 సీసాలుగా ప్యాక్ చేయబడుతున్న గాజు సీసాల ఉత్పత్తి శ్రేణిని జాగ్రత్తగా గమనిస్తున్నప్పుడు, ఒక పరిశోధనాత్మక మనస్సు ప్రశ్నలు - సీసాల సంఖ్యను లెక్కించడానికి యంత్రానికి ఎలా తెలుసు? యంత్రాలను ఎలా లెక్కించాలో నేర్పుతుంది? ఈ ఉత్సుకతను పరిష్కరించడానికి సమాధానం శోధించడం చాలా ఆసక్తికరమైన ఆవిష్కరణకు దారి తీస్తుంది - “ కౌంటర్ ”.కౌంటర్లు అనువర్తిత గడియారపు పప్పులను లెక్కించే సర్క్యూట్. ఇవి సాధారణంగా ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ఉపయోగించి రూపొందించబడ్డాయి. వాటి పనితీరు కౌంటర్ల కోసం గడియారం వర్తించే విధానం ఆధారంగా వర్గీకరించబడింది సింక్రోనస్ మరియు ఎసిన్క్రోనస్ కౌంటర్లు . ఈ వ్యాసంలో, అపఖ్యాతి పాలైన అసిన్క్రోనస్ కౌంటర్ చూద్దాం అలల కౌంటర్ .



అలల కౌంటర్ అంటే ఏమిటి?

అలల కౌంటర్కు వెళ్లడానికి ముందు నిబంధనలతో పరిచయం పెంచుకుందాం సింక్రోనస్ మరియు ఎసిన్క్రోనస్ కౌంటర్లు . కౌంటర్లు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఉపయోగించి తయారు చేయబడిన సర్క్యూట్లు. సింక్రోనస్ కౌంటర్, పేరు సూచించినట్లు అన్నీ ఉన్నాయి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ గడియారపు పల్స్‌తో పాటు ఒకదానితో ఒకటి సమకాలీకరిస్తుంది. ఇక్కడ ప్రతి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు క్లాక్ పల్స్ వర్తించబడుతుంది.


అసమకాలిక కౌంటర్ క్లాక్ పల్స్ ప్రారంభ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు మాత్రమే వర్తించబడుతుంది, దీని విలువ LSB గా పరిగణించబడుతుంది. క్లాక్ పల్స్కు బదులుగా, మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ తదుపరి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్కు క్లాక్ పల్స్ వలె పనిచేస్తుంది, దీని అవుట్పుట్ లైన్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్లో తరువాతి వరకు గడియారంగా ఉపయోగించబడుతుంది.



ఈ విధంగా, తదుపరి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క మునుపటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ పరివర్తన తరువాత అసమకాలిక కౌంటర్లో జరుగుతుంది, సింక్రోనస్ కౌంటర్లో చూసిన అదే సమయంలో కాదు. ఇక్కడ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు మాస్టర్-స్లేవ్ అమరికలో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.

అలల కౌంటర్: అలల కౌంటర్ ఒక అసమకాలిక కౌంటర్. గడియారం పల్స్ సర్క్యూట్ ద్వారా అలలు ఎందుకంటే దీనికి దాని పేరు వచ్చింది. N-MOD అలల కౌంటర్లో ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల సంఖ్య n ఉంటుంది మరియు సర్క్యూట్ 2 వరకు లెక్కించబడుతుందిn ప్రారంభ విలువకు రీసెట్ చేయడానికి ముందు విలువలు.



ఈ కౌంటర్లు వాటి సర్క్యూట్ ఆధారంగా వివిధ మార్గాల్లో లెక్కించవచ్చు.


యుపి కౌంటర్: విలువలను ఆరోహణ క్రమంలో లెక్కిస్తుంది.
డౌన్ కౌంటర్: విలువలను అవరోహణ క్రమంలో లెక్కిస్తుంది.
అప్-డౌన్ కౌంటర్: ఫార్వర్డ్ దిశలో లేదా రివర్స్ దిశలో విలువలను లెక్కించగల కౌంటర్ను అప్-డౌన్ కౌంటర్ లేదా రివర్సిబుల్ కౌంటర్ అంటారు.
N COUNTER ద్వారా విభజించండి: బైనరీకి బదులుగా, మేము కొన్నిసార్లు బేస్ 10 ఉన్న N వరకు లెక్కించాల్సిన అవసరం ఉంది. 2 యొక్క శక్తి లేని N విలువను లెక్కించగల అలల కౌంటర్ను N కౌంటర్ ద్వారా డివైడ్ అంటారు.

అలల కౌంటర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు సమయ రేఖాచిత్రం

ది అలల కౌంటర్ యొక్క పని ఉదాహరణ సహాయంతో బాగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఉపయోగించిన ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల సంఖ్య ఆధారంగా 2-బిట్, 3-బిట్, 4-బిట్… .. అలల కౌంటర్లను రూపొందించవచ్చు. 2-బిట్ యొక్క పనిని చూద్దాం బైనరీ అలల కౌంటర్ భావన అర్థం చేసుకోవడానికి.

TO బైనరీ కౌంటర్ 2-బిట్ విలువలను లెక్కించవచ్చు .i.e. 2-MOD కౌంటర్ 2 లెక్కించవచ్చురెండు= 4 విలువలు. ఇక్కడ n విలువ 2 కాబట్టి మనం 2 ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ఉపయోగిస్తాము. ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ రకాన్ని ఎన్నుకునేటప్పుడు, అలల కౌంటర్లను ఆ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ఉపయోగించి మాత్రమే రూపొందించవచ్చని గుర్తుంచుకోవాలి. జెకె మరియు టి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ .

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి బైనరీ అలల కౌంటర్

యొక్క సర్క్యూట్ అమరిక a బైనరీ అలల కౌంటర్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఉంది. ఇక్కడ రెండు జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ J0K0 మరియు J1K1 ఉపయోగించబడతాయి. ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల యొక్క JK ఇన్‌పుట్‌లు వాటిని అధిక వోల్టేజ్ సిగ్నల్‌తో సరఫరా చేస్తాయి 1. గడియారపు పల్స్ యొక్క చిహ్నం ప్రతికూల ప్రేరేపిత గడియారపు పల్స్‌ను సూచిస్తుంది. ఫిగర్ నుండి, మొదటి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ Q0 రెండవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్కు క్లాక్ పల్స్గా వర్తించబడిందని గమనించవచ్చు.

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి బైనరీ అలల కౌంటర్

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి బైనరీ అలల కౌంటర్

ఇక్కడ అవుట్పుట్ Q0 LSB మరియు అవుట్పుట్ Q1 MSB బిట్. జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క ట్రూత్ టేబుల్ ఉపయోగించి కౌంటర్ యొక్క పనితీరును సులభంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు.

జెn TOn

ప్రn + 1

0

1

0

1

0

0

1

1

ప్రn

1

0

ప్రn

కాబట్టి, ట్రూత్ టేబుల్ ప్రకారం, రెండు ఇన్‌పుట్‌లు 1 అయినప్పుడు తదుపరి స్థితి మునుపటి స్థితికి పూరకంగా ఉంటుంది. ఈ పరిస్థితి అలల ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల యొక్క అన్ని JK ఇన్‌పుట్‌లకు మేము అధిక వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేసినందున అవి స్టేట్ 1 వద్ద ఉన్నాయి, కాబట్టి అవి క్లాక్ పల్స్ యొక్క ప్రతికూల గోయింగ్ ఎండ్ వద్ద రాష్ట్రాన్ని టోగుల్ చేయాలి .i.e. గడియారం పల్స్ యొక్క 1 నుండి 0 పరివర్తన వద్ద. బైనరీ అలల కౌంటర్ యొక్క సమయ రేఖాచిత్రం ఆపరేషన్‌ను స్పష్టంగా వివరిస్తుంది.

బైనరీ అలల కౌంటర్ యొక్క సమయ రేఖాచిత్రం

బైనరీ అలల కౌంటర్ యొక్క సమయ రేఖాచిత్రం

టైమింగ్ రేఖాచిత్రం నుండి, అనువర్తిత గడియారం యొక్క ప్రతికూల అంచు సమయంలో మాత్రమే Q0 మార్పులు స్థితిని గమనించవచ్చు. ప్రారంభంలో, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ స్థితిలో ఉంది 0. అనువర్తిత గడియారం 1 నుండి 0 వరకు వెళ్లే వరకు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ రాష్ట్రంలోనే ఉంటుంది. JK విలువలు 1 గా ఉన్నందున, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ టోగుల్ చేయాలి. కాబట్టి, ఇది స్థితిని 0 నుండి 1 కి మారుస్తుంది. గడియారం యొక్క అన్ని పప్పుల కోసం ఈ ప్రక్రియ కొనసాగుతుంది.

ఇన్పుట్ పప్పుల సంఖ్య

ప్ర1 ప్ర0
0

1

రెండు

3

4

-

0

0

1

1

-

0

1

0

1

రెండవ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు వస్తున్నది, ఇక్కడ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ 1 ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే తరంగ రూపాన్ని క్లాక్ పల్స్‌గా ఇవ్వబడుతుంది. కాబట్టి, Q0 1 నుండి 0 కి పరివర్తన చెందుతున్నప్పుడు Q1 మార్పుల స్థితికి మనం టైమింగ్ రేఖాచిత్రంలో చూడవచ్చు. ఇక్కడ పై గడియారపు పల్స్‌ను పరిగణించవద్దు, Q0 యొక్క తరంగ రూపాన్ని మాత్రమే అనుసరించండి. Q0 యొక్క అవుట్పుట్ విలువలు LSB గా మరియు Q1 ను MSB గా పరిగణిస్తారని గమనించండి. టైమింగ్ రేఖాచిత్రం నుండి, కౌంటర్ 00,01,10,11 విలువలను లెక్కించి, ఆపై రీసెట్ చేసి, 00,01 నుండి మళ్ళీ ప్రారంభమవుతుంది, గడియార పప్పులను J0K0 ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు వర్తించే వరకు.

JK ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ ఉపయోగించి 3-బిట్ అలల కౌంటర్ - ట్రూత్ టేబుల్ / టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

3-బిట్ అలల కౌంటర్లో, సర్క్యూట్లో మూడు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఉపయోగించబడతాయి. ఇక్కడ ‘n’ విలువ మూడు, కౌంటర్ 2 వరకు లెక్కించవచ్చు3= 8 విలువలు .i.e. 000,001,010,011,100,101,110,111. సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు సమయ రేఖాచిత్రం క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి బైనరీ అలల కౌంటర్

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి బైనరీ అలల కౌంటర్

3 బిట్ అలల కౌంటర్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

3 బిట్ అలల కౌంటర్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

ఇక్కడ Q1 యొక్క అవుట్పుట్ తరంగ రూపాన్ని ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ J2K2 కు క్లాక్ పల్స్ గా ఇవ్వబడుతుంది. కాబట్టి, Q1 1 నుండి 0 పరివర్తనలకు వెళ్ళినప్పుడు, Q2 యొక్క స్థితి మార్చబడుతుంది. Q2 యొక్క అవుట్పుట్ MSB.

పప్పుధాన్యాల సంఖ్య

ప్రరెండు ప్ర1

ప్ర0

0

1

రెండు

3

4

5

6

7

8

-

0

0

0

0

1

1

1

1

-

0

0

1

1

0

0

1

1

-

0

1

0

1

0

1

0

1

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి 4-బిట్ అలల కౌంటర్ - సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

4-బిట్ అలల కౌంటర్లో, n విలువ 4 కాబట్టి, 4 JK ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లు ఉపయోగించబడతాయి మరియు కౌంటర్ 16 పప్పుల వరకు లెక్కించవచ్చు. క్రింద సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు సమయ రేఖాచిత్రం సత్య పట్టికతో పాటు ఇవ్వబడతాయి.

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి 4 బిట్ అలల కౌంటర్

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి 4 బిట్ అలల కౌంటర్

4 బిట్ అలల కౌంటర్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

4 బిట్ అలల కౌంటర్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి 4 బిట్ అలల కౌంటర్

రిప్పల్ కౌంటర్ రూపకల్పన కోసం ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ను ఎంచుకోవాల్సిన ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లో రాష్ట్రాలను టోగుల్ చేయడానికి ఒక షరతు ఉండాలి. ఈ పరిస్థితి T మరియు JK ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల ద్వారా మాత్రమే సంతృప్తి చెందుతుంది.

యొక్క సత్య పట్టిక నుండి డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ , ఇది టోగుల్ చేసే స్థితిని కలిగి లేదని స్పష్టంగా చూడవచ్చు. కాబట్టి, అలల కౌంటర్ D ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ వలె ఉపయోగించినప్పుడు ప్రారంభ విలువ 1 గా ఉంటుంది. గడియారం పల్స్ 1 నుండి 0 వరకు పరివర్తనకు గురైనప్పుడు ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ స్థితిని మార్చాలి. D విలువ 1 అయినప్పుడు సత్య పట్టిక ప్రకారం D విలువ 0 గా మార్చబడే వరకు ఇది 1 లో ఉంటుంది. కాబట్టి, D0- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క తరంగ రూపం ఎల్లప్పుడూ 1 గా ఉంటుంది, ఇది లెక్కించడానికి ఉపయోగపడదు. కాబట్టి, అలల కౌంటర్ల నిర్మాణానికి డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ పరిగణించబడదు.

N కౌంటర్ ద్వారా విభజించండి

అలల కౌంటర్ విలువలను 2 వరకు లెక్కిస్తుందిn. కాబట్టి, 2 యొక్క శక్తులు లేని విలువలను లెక్కించడం సాధ్యం కాదు సర్క్యూట్ మేము ఇప్పటివరకు చూశాము. కానీ మార్పు ద్వారా, 2 యొక్క శక్తిగా వ్యక్తపరచలేని విలువను లెక్కించడానికి మేము అలల కౌంటర్ చేయవచ్చు. అలాంటి కౌంటర్ అంటారు N కౌంటర్ ద్వారా విభజించండి .

దశాబ్దం కౌంటర్

దశాబ్దం కౌంటర్

ఈ రూపకల్పనలో ఉపయోగించాల్సిన ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల సంఖ్య 2 ను ఎంపిక చేస్తారుn> N ఇక్కడ N అనేది కౌంటర్ యొక్క గణన. ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లతో పాటు, ఫీడ్‌బ్యాక్ గేట్ జతచేయబడుతుంది, తద్వారా N సంఖ్య వద్ద అన్ని ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లు సున్నాకి రీసెట్ అవుతాయి. ఈ చూడు సర్క్యూట్ కేవలం a NAND గేట్ దీని ఇన్పుట్లు ఆ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల యొక్క అవుట్‌పుట్‌లు, దీని అవుట్పుట్ Q = 1 కౌంట్ N వద్ద ఉంటుంది.

N విలువ 10 ఉన్న కౌంటర్ యొక్క సర్క్యూట్ చూద్దాం. ఈ కౌంటర్ అని కూడా పిలుస్తారు దశాబ్దం కౌంటర్ ఇది 10 వరకు లెక్కించబడుతుంది. ఇక్కడ 2 కారణంగా ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల సంఖ్య 4 ఉండాలి4= 16> 10. మరియు N = 10 లెక్కింపులో Q1 మరియు Q3 అవుట్‌పుట్‌లు 1 గా ఉంటాయి. కాబట్టి, ఇవి NAND గేట్‌కు ఇన్‌పుట్‌లుగా ఇవ్వబడతాయి. NAND గేట్ యొక్క అవుట్పుట్ అన్ని ఫ్లిప్ ఫ్లాప్లకు వర్తించబడుతుంది, తద్వారా వాటిని సున్నాకి రీసెట్ చేస్తుంది.

అలల కౌంటర్ యొక్క లోపాలు

క్యారీ ప్రచారం సమయం ఇచ్చిన ఇన్పుట్ పల్స్కు దాని ప్రతిస్పందనను పూర్తి చేయడానికి కౌంటర్ తీసుకున్న సమయం. అలల కౌంటర్లో వలె, గడియారం పల్స్ అసమకాలికంగా ఉంటుంది, ప్రతిస్పందనను పూర్తి చేయడానికి దీనికి ఎక్కువ సమయం అవసరం.

అలల కౌంటర్ యొక్క అనువర్తనాలు

ఈ కౌంటర్లను తరచుగా సమయం కొలత, ఫ్రీక్వెన్సీ కొలత, దూరం కొలత, వేగం కొలత, వేవ్‌ఫార్మ్ జనరేషన్, ఫ్రీక్వెన్సీ డివిజన్, డిజిటల్ కంప్యూటర్లు, డైరెక్ట్ కౌంటింగ్ మొదలైన వాటి కోసం ఉపయోగిస్తారు.

ఈ విధంగా ఉంది అలల కౌంటర్ గురించి సంక్షిప్త సమాచారం, సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంతో పాటు జెకె-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ ఉపయోగించి బైనరీ, 3 బిట్ మరియు 4-బిట్ కౌంటర్ల నిర్మాణం, అలల కౌంటర్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం , మరియు సత్య పట్టిక. డి-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్, అలలు మరియు అలల కౌంటర్ యొక్క అనువర్తనాలతో అలల కౌంటర్ నిర్మాణం వెనుక ప్రధాన కారణం. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది 8-బిట్ అలల కౌంటర్ ?