కౌంటర్ల పరిచయం - కౌంటర్ల రకాలు

కౌంటర్ ఒక డిజిటల్ పరికరం మరియు కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ క్లాక్ పల్స్ అనువర్తనాల ఆధారంగా ముందే నిర్వచించిన స్థితిని కలిగి ఉంటుంది. యొక్క అవుట్పుట్ కౌంటర్ ఉపయోగించవచ్చు పప్పుధాన్యాల సంఖ్యను లెక్కించండి. సాధారణంగా, కౌంటర్లు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ అమరికను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సింక్రోనస్ కౌంటర్ లేదా ఎసిన్క్రోనస్ కౌంటర్ కావచ్చు. సింక్రోనస్ కౌంటర్లో, అన్ని ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లకు ఒక గడియారం i / p మాత్రమే ఇవ్వబడుతుంది, అయితే అసమకాలిక కౌంటర్‌లో, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క o / p సమీపంలోని గడియారం సిగ్నల్. యొక్క అనువర్తనాలు మైక్రోకంట్రోలర్ ఖచ్చితమైన అంతర్గత సమయం ఆలస్యం ఉత్పత్తి మరియు పల్స్ రైళ్ల ఫ్రీక్వెన్సీ వంటి బాహ్య సంఘటనల లెక్కింపు అవసరం. ఈ సంఘటనలు తరచుగా డిజిటల్ సిస్టమ్స్ & కంప్యూటర్లలో ఉపయోగించబడతాయి. ఈ రెండు సంఘటనలను సాఫ్ట్‌వేర్ టెక్నిక్‌ల ద్వారా అమలు చేయవచ్చు, కాని లెక్కింపు కోసం సాఫ్ట్‌వేర్ ఉచ్చులు ఖచ్చితమైన ఫలితాన్ని ఇవ్వవు. ఈ సమస్యలను మైక్రోకంట్రోలర్లలోని టైమర్లు మరియు కౌంటర్ల ద్వారా సరిదిద్దవచ్చు, వీటిని అంతరాయాలుగా ఉపయోగిస్తారు.

కౌంటర్లు

కౌంటర్ల రకాలు

కౌంటర్లను క్లాక్ చేసిన విధానానికి అనుగుణంగా వివిధ రకాలుగా వర్గీకరించవచ్చు. వారు

• అసమకాలిక కౌంటర్లు
• సింక్రోనస్ కౌంటర్లు
• అసమకాలిక దశాబ్దం కౌంటర్లు
• సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్లు
• అసమకాలిక అప్-డౌన్ కౌంటర్లు
• సింక్రోనస్ అప్-డౌన్ కౌంటర్లు

ఈ రకమైన కౌంటర్ల గురించి బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, ఇక్కడ మేము కొన్ని కౌంటర్లను చర్చిస్తున్నాము.

అసమకాలిక కౌంటర్లు

2-బిట్ అసమకాలిక కౌంటర్ యొక్క రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది. బాహ్య గడియారం FF0 (మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్) యొక్క గడియారం i / p కి మాత్రమే అనుసంధానించబడి ఉంది. కాబట్టి, ఈ FF ప్రతి గడియారం పల్స్ యొక్క తగ్గుతున్న అంచు వద్ద స్థితిని మారుస్తుంది, అయితే FF0 యొక్క Q o / p యొక్క తగ్గుతున్న అంచు ద్వారా సక్రియం అయినప్పుడు మాత్రమే FF1 మారుతుంది. ఎఫ్ఎఫ్ ద్వారా సమగ్ర ప్రచారం ఆలస్యం కారణంగా, ఐ / పి క్లాక్ పల్స్ యొక్క మార్పు మరియు ఎఫ్ఎఫ్ 0 యొక్క క్యూ ఓ / పి యొక్క మార్పు ఖచ్చితంగా ఒకే సమయంలో జరగవు. కాబట్టి, అసమకాలిక ఆపరేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తూ, FF లను ఏకకాలంలో సక్రియం చేయలేము.

అసమకాలిక కౌంటర్లు

సౌలభ్యం కోసం, పై రేఖాచిత్రంలో Q0, Q1 & CLK యొక్క మార్పులు ఏకకాలంలో చూపబడతాయి, ఇది అసమకాలిక కౌంటర్ అయినప్పటికీ. వాస్తవానికి, Q0, Q1 మరియు CLK మార్పులు b / n ఒక చిన్న ఆలస్యం ఉంది.

సాధారణంగా, అన్ని క్లియర్ i / ps కలిసి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, కాబట్టి లెక్కింపు ప్రారంభమయ్యే ముందు ఒకే పల్స్ అన్ని FF లను క్లియర్ చేస్తుంది. FF0 లోకి ఇవ్వబడిన గడియారపు పల్స్ కొత్త కౌంటర్ల ద్వారా ప్రచారం ఆలస్యం అయిన తరువాత, నీటిపై అలల వంటివి, అందువల్ల రిప్పల్ కౌంటర్ అనే పదం వస్తుంది.

రెండు బిట్ అలల కౌంటర్ యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం నాలుగు వేర్వేరు రాష్ట్రాలను కలిగి ఉంది, ప్రతి ఒక్కటి గణన విలువతో ఉంటుంది. అదేవిధంగా, n FF లతో కూడిన కౌంటర్ 2N స్టేట్స్ కలిగి ఉంటుంది. కౌంటర్లోని రాష్ట్రాల సంఖ్యను దాని మోడ్ సంఖ్యగా పిలుస్తారు. అందువల్ల రెండు-బిట్ కౌంటర్ మోడ్ -4 కౌంటర్.

అసమకాలిక దశాబ్దం కౌంటర్లు

మునుపటి కౌంటర్లో 2n రాష్ట్రాలు ఉన్నాయి. కానీ, 2n కన్నా తక్కువ రాష్ట్రాలతో కౌంటర్లు కూడా సాధ్యమే. ఇవి సంఖ్యను కలిగి ఉండటానికి రూపొందించబడ్డాయి. వీటి శ్రేణిలోని రాష్ట్రాల. వీటిని సంక్షిప్త శ్రేణులు అని పిలుస్తారు, వీటిని అన్ని రాష్ట్రాల గుండా వెళ్ళే ముందు రీసైకిల్ చేయడానికి కౌంటర్ను నడపడం ద్వారా సాధించవచ్చు. సంక్షిప్త శ్రేణి కలిగిన కౌంటర్లకు సాధారణ మాడ్యులస్ 10. దాని శ్రేణిలో 10-రాష్ట్రాలతో కూడిన కౌంటర్‌ను దశాబ్దపు కౌంటర్ అంటారు. అమలు చేసిన దశాబ్దపు కౌంటర్ సర్క్యూట్ క్రింద ఇవ్వబడింది.

అసమకాలిక దశాబ్దం కౌంటర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

కౌంటర్ పదికి లెక్కించినప్పుడు, అన్ని ఎఫ్ఎఫ్ లు క్లియర్ చేయబడతాయి. 10 యొక్క గణనను డీకోడ్ చేయడానికి Q1 & Q3 రెండూ మాత్రమే ఉపయోగించబడుతున్నాయని గమనించండి, దీనిని పాక్షిక డీకోడింగ్ అంటారు. అదే సమయంలో 0-9 నుండి ఇతర రాష్ట్రాలలో ఒకటి Q1 & Q3 రెండూ ఎక్కువగా ఉంటాయి. దశాబ్దం కౌంటర్ పట్టిక యొక్క శ్రేణి క్రింద ఇవ్వబడింది.

దశాబ్దం కౌంటర్ యొక్క సీక్వెన్స్

అసమకాలిక అప్-డౌన్ కౌంటర్లు

ప్రత్యేక అనువర్తనాల్లో, కౌంటర్ పైకి క్రిందికి లెక్కించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండాలి. దిగువ సర్క్యూట్ మూడు బిట్ అప్ & డౌన్ కౌంటర్, ఇది నియంత్రణ సిగ్నల్ స్థితి ఆధారంగా UP లేదా DOWN ను లెక్కిస్తుంది. UP i / p 1 వద్ద ఉన్నప్పుడు మరియు DOWN i / p 0 వద్ద ఉన్నప్పుడు, FF0 & FF1 మధ్య ఉన్న NAND గేట్ i / p గడియారంలోకి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ (FF0) యొక్క విలోమ కాని o / p (Q) ను గేట్ చేస్తుంది. ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ (FF1). అదేవిధంగా, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ 1 యొక్క విలోమ రహిత o / p ఇతర NAND గేట్ ద్వారా ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 2 యొక్క i / p గడియారంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. అందువల్ల కౌంటర్ లెక్కించబడుతుంది.

అసమకాలిక అప్-డౌన్ కౌంటర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

నియంత్రణ i / p (UP) 0 & DOWN 1 వద్ద ఉన్నప్పుడు, విలోమ o / ps ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 0 (FF0) మరియు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 1 (FF) FF1 & FF2 యొక్క i / ps గడియారంలోకి విడిగా ఉంటాయి. . FF లు మొదట్లో 0 లకు మార్చబడితే, i / p పప్పులు వర్తించేటప్పుడు కౌంటర్ ఈ క్రింది సిరీస్ ద్వారా వెళుతుంది. NAND గేట్లు ప్రవేశపెట్టిన అదనపు ప్రచారం ఆలస్యం కారణంగా అసమకాలిక అప్-డౌన్ కౌంటర్ యుపి కౌంటర్ / డౌన్ కౌంటర్ కంటే నెమ్మదిగా ఉందని గమనించండి.

అసమకాలిక అప్-డౌన్ కౌంటర్ యొక్క సీక్వెన్స్

సింక్రోనస్ కౌంటర్లు

ఇందులో కౌంటర్ల రకం , అన్ని FF ల యొక్క CLK i / ps కలిసి అనుసంధానించబడి i / p పప్పుల ద్వారా సక్రియం చేయబడతాయి. కాబట్టి, అన్ని ఎఫ్ఎఫ్ లు రాష్ట్రాలను తక్షణమే మారుస్తాయి. క్రింద ఉన్న సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మూడు బిట్ సింక్రోనస్ కౌంటర్. ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 0 యొక్క J మరియు K ఇన్‌పుట్‌లు HIGH కి అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 1 దాని J & K i / ps ను ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 0 (FF0) యొక్క o / p తో అనుసంధానించబడి ఉంది, మరియు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 2 (FF2) యొక్క J & K ఇన్పుట్లు ఒక AND గేట్ యొక్క o / p తో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 0 మరియు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ 1 యొక్క o / ps చేత ఇవ్వబడుతుంది. FF0 & FF1 యొక్క రెండు అవుట్‌పుట్‌లు HIGH అయినప్పుడు. నాల్గవ CLK పల్స్ యొక్క సానుకూల అంచు AND గేట్ కారణంగా FF2 దాని స్థితిని మార్చడానికి కారణమవుతుంది.

సింక్రోనస్ కౌంటర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

మూడు బిట్ కౌంటర్ పట్టిక యొక్క శ్రేణి క్రింద ఇవ్వబడింది. ఈ కౌంటర్ల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, అన్ని ఎఫ్ఎఫ్ లు సమాంతరంగా సక్రియం చేయబడినందున పెరుగుతున్న సమయం ఆలస్యం లేదు. అందువల్ల, ఈ సింక్రోనస్ కౌంటర్ యొక్క గరిష్ట ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ సమానమైన అలల కౌంటర్ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది.

సింక్రోనస్ కౌంటర్ల యొక్క CLK పప్పులు

సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్లు

సింక్రోనస్ కౌంటర్ 0-9 నుండి అసమకాలిక కౌంటర్ మాదిరిగానే ఉంటుంది మరియు తరువాత మళ్ళీ సున్నాని రీసైకిల్ చేస్తుంది. 1010 రాష్ట్రాలను తిరిగి 0000 రాష్ట్రానికి నడపడం ద్వారా ఈ ప్రక్రియ జరుగుతుంది. దీనిని కత్తిరించిన క్రమం అని పిలుస్తారు, దీనిని క్రింది సర్క్యూట్ ద్వారా రూపొందించవచ్చు.

సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

ఎడమ పట్టికలోని సిరీస్ నుండి, మేము దానిని గమనించవచ్చు

• ప్రతి CLK పల్స్ పై Q0 సంబంధాలు
• Q0 = 1 & Q3 = 0 ఉన్నప్పుడు ప్రతిసారీ తదుపరి గడియారం పల్స్‌లో Q1 మారుతుంది.
• Q0 = Q1 = 1 ఉన్నప్పుడు ప్రతిసారీ తదుపరి గడియారపు పల్స్‌లో Q2 మారుతుంది.
• Q0 = 1, Q1 = 1 & Q2 = 1 (కౌంట్ 7), లేదా Q0 = 1 & Q3 = 1 (కౌంట్ 9) ఉన్నప్పుడు ప్రతిసారీ Q3 తదుపరి CLK పల్స్ పై మారుతుంది.

సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్ యొక్క సీక్వెన్స్

పై లక్షణాలు ఉపయోగించబడతాయి మరియు గేట్ లేదా OR గేట్ . దీని యొక్క తర్కం రేఖాచిత్రం పై రేఖాచిత్రంలో చూపబడింది.

సింక్రోనస్ అప్-డౌన్ కౌంటర్లు

మూడు బిట్ సింక్రోనస్ అప్-డౌన్ కౌంటర్, పట్టిక రూపం మరియు సిరీస్ క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి. ఈ రకమైన కౌంటర్ అసమకాలిక అప్-డౌన్ కౌంటర్ మాదిరిగానే అప్-డౌన్ నియంత్రణ i / p ను కలిగి ఉంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట శ్రేణి ద్వారా కౌంటర్ దిశను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

సింక్రోనస్ అప్-డౌన్ కౌంటర్స్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

పట్టిక యొక్క సిరీస్ చూపిస్తుంది

• అప్ & డౌన్ సిరీస్ రెండింటికీ ప్రతి CLK పల్స్ పై Q0 సంబంధాలు
• అప్ సిరీస్ కోసం Q0 = 1 ఉన్నప్పుడు, తదుపరి CLK పల్స్ పై Q1 యొక్క స్థితి మారుతుంది.
• డౌన్ సిరీస్ కోసం Q0 = 0 ఉన్నప్పుడు, తదుపరి CLK పల్స్ పై Q1 యొక్క స్థితి మారుతుంది.
• అప్ సిరీస్ కోసం Q0 = Q1 = 1 ఉన్నప్పుడు, తరువాత CLK పల్స్ పై Q2 యొక్క స్థితి మారుతుంది.
• డౌన్ సిరీస్ కోసం Q0 = Q1 = 0 ఉన్నప్పుడు, తదుపరి CLK పల్స్‌లో Q2 యొక్క స్థితి మారుతుంది.

సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్ల సీక్వెన్స్

పై లక్షణాలు AND గేట్, OR గేట్ మరియు NOT గేట్ తో ఉపయోగించబడతాయి. దీని యొక్క తర్కం రేఖాచిత్రం పై రేఖాచిత్రంలో చూపబడింది.

కౌంటర్ల అనువర్తనాలు

కౌంటర్ల యొక్క అనువర్తనాలు ప్రధానంగా డిజిటల్ గడియారాలలో మరియు మల్టీప్లెక్సింగ్‌లో ఉంటాయి. కౌంటర్ యొక్క ఉత్తమ ఉదాహరణ క్రింద చర్చించిన సీరియల్ డేటా మార్పిడి తర్కానికి సమాంతరంగా ఉంటుంది.

సమాంతర రేఖలపై ఏకకాలంలో ప్రదర్శించే బిట్ల సమితిని సమాంతర డేటా అంటారు. సమయ శ్రేణిలో ఒకే వరుసలో ప్రదర్శించే బిట్ల సమితిని సీరియల్ డేటా అంటారు. సమాంతర-నుండి-సీరియల్ డేటా మార్పిడి సాధారణంగా డేటా యొక్క బైనరీ శ్రేణిని కొనడానికి కౌంటర్ ఉపయోగించి జరుగుతుంది, దిగువ సర్క్యూట్లో వివరించిన విధంగా MUX యొక్క i / ps ని ఎంచుకోండి.

సమాంతర నుండి సీరియల్ డేటా మార్పిడి

పై సర్క్యూట్లో, మాడ్యులో -8 కౌంటర్ Q o / ps ను కలిగి ఉంటుంది, అవి డేటాకు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, వీటిలో i / ps ఎంచుకోండి 8-బిట్ MUX . సమాంతర డేటా యొక్క మొదటి 8-బిట్ సమూహం MUX యొక్క ఇన్పుట్లకు వర్తించబడుతుంది. కౌంటర్ 0-7 నుండి బైనరీ సిరీస్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, ప్రతి బిట్ D0 తో మొదలవుతుంది, క్రమంగా ఎంపిక చేయబడుతుంది మరియు MUX ద్వారా o / p లైన్‌కు వెళుతుంది. 8-సిఎల్‌కె పప్పుల తరువాత, డేటా బైట్‌ను సీరియల్ ఫార్మాట్‌కు మార్చారు మరియు ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ ద్వారా పంపించారు. అప్పుడు, కౌంటర్ 0 కి తిరిగి ప్రాసెస్ చేస్తుంది మరియు ఇలాంటి ప్రక్రియలో మరో సమాంతర బైట్‌ను సీరియల్‌గా మారుస్తుంది.

ఈ విధంగా, కౌంటర్లు మరియు కౌంటర్ రకాలు గురించి, ఇందులో అసమకాలిక కౌంటర్లు, సింక్రోనస్ కౌంటర్లు, ఎసిన్క్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్లు, సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్లు, ఎసిన్క్రోనస్ అప్-డౌన్ కౌంటర్లు మరియు సింక్రోనస్ అప్-డౌన్ కౌంటర్లు ఉన్నాయి. ఇంకా, ఈ అంశానికి సంబంధించి ఏవైనా సందేహాలు లేదా 8051 మైక్రోకంట్రోలర్‌లో టైమర్‌లు మరియు కౌంటర్లు దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో వ్యాఖ్యానించండి.