أثناء مراقبة خط إنتاج الزجاجات بعناية ، والتي تم تعبئتها في شكل 10 زجاجات لكل عبوة بواسطة الآلات ، يتساءل ذهني فضولي - كيف تعرف الآلة حساب عدد الزجاجات؟ ما الذي يعلم الآلات كيفية العد؟ سيؤدي البحث عن إجابة لحل هذا الفضول إلى اختراع مثير جدًا للاهتمام يسمى - ' عداد '. العدادات هي الدائرة التي تحسب نبضات الساعة المطبقة. عادة ما يتم تصميمها باستخدام شبشب. بناءً على الطريقة التي يتم بها تطبيق الساعة على عدادات التشغيل الخاصة بهم ، يتم تصنيفها على أنها عدادات متزامنة وغير متزامنة . في هذه المقالة ، دعونا نلقي نظرة على العداد غير المتزامن المعروف باسم عداد تموج .
ما هو عداد الريبل؟
قبل القفز إلى Ripple Counter ، دعنا نتعرف على الشروط عدادات متزامنة وغير متزامنة . العدادات عبارة عن دوائر مصنوعة باستخدام شبشب. عداد متزامن ، كما يوحي الاسم ، يحتوي على كل شيء النعال العمل بالتزامن مع نبض الساعة وكذلك مع بعضها البعض. هنا يتم تطبيق نبض الساعة على كل تقليب.
بينما في النبض على مدار الساعة غير المتزامن يتم تطبيقه فقط على التقليب الأولي الذي تعتبر قيمته LSB. بدلاً من نبضة الساعة ، يعمل إخراج أول فليب فليب كنبض ساعة إلى flip flop التالي ، والذي يستخدم ناتجه كساعة إلى التالي في الخط flip-flop وما إلى ذلك.
وهكذا ، في العداد غير المتزامن بعد الانتقال من الانتقال التقليب السابق يحدث التقليب التالي ، وليس في نفس الوقت كما هو موضح في العداد المتزامن. هنا يتم توصيل flip-flops بترتيب Master-Slave.
عداد تموج: عداد التموج هو عداد غير متزامن. حصلت على اسمها لأن نبض الساعة يتموج عبر الدائرة. يحتوي عداد تموج n-MOD على عدد n من flip-flops ويمكن للدائرة العد حتى 2ن قبل أن تعيد ضبط نفسها على القيمة الأولية.
يمكن أن تعد هذه العدادات بطرق مختلفة بناءً على دوائرها.
عداد الصعود: تحسب القيم بترتيب تصاعدي.
عداد لأسفل: تحسب القيم بترتيب تنازلي.
عداد لأعلى لأسفل: العداد الذي يمكنه حساب القيم إما في الاتجاه الأمامي أو الاتجاه العكسي يسمى عداد لأعلى لأسفل أو عداد قابل للانعكاس.
قسمة حسب N COUNTER: بدلاً من الثنائي ، قد نطلب أحيانًا العد حتى N وهو من الأساس 10. عداد التموج الذي يمكن أن يصل إلى القيمة N التي ليست قوة 2 يسمى قسمة على N عداد.
مخطط حلبة عداد التموج ومخطط التوقيت
ال عمل عداد التموج يمكن فهمها بشكل أفضل بمساعدة مثال. بناءً على عدد النتوءات المستخدمة هناك 2 بت ، 3 بت ، 4 بت… .. يمكن تصميم عدادات التموج. دعونا نلقي نظرة على عمل 2 بت ثنائي تموج عداد لفهم المفهوم.
إلى العداد الثنائي يمكن أن تصل إلى قيم 2 بت. 2-MOD عداد يمكن الاعتماد عليها 2اثنين= 4 قيم. نظرًا لأن قيمة n هنا هي 2 ، فإننا نستخدم 2 flip-flops. أثناء اختيار نوع flip-flop ، يجب أن نتذكر أنه يمكن تصميم عدادات Ripple فقط باستخدام تلك النعال التي لديها شرط للتبديل كما في شبشب JK و T .
عداد تموج ثنائي باستخدام JK Flip Flop
ترتيب الدائرة من ثنائي تموج عداد كما هو موضح في الشكل أدناه. هنا اثنان زحافات JK يتم استخدام J0K0 و J1K1. يتم تزويد مدخلات JK من flip flops بإشارة عالية الجهد للحفاظ عليها في حالة 1. يشير رمز نبضة الساعة إلى نبضة ساعة مستحثة سلبية. من الشكل ، يمكن ملاحظة أن الناتج Q0 للقلب الأول يتم تطبيقه كنبض ساعة على الوجه الثاني.
عداد تموج ثنائي باستخدام JK Flip Flop
هنا يكون الناتج Q0 هو LSB والمخرج Q1 هو بت MSB. يمكن فهم عمل العداد بسهولة باستخدام Truth Table of JK flip flop.
| ين | إلىن | سن + 1 |
| 0 1 0 1 | 0 0 1 1 | سن 1 0 سن |
لذلك ، وفقًا لجدول الحقيقة ، عندما يكون كلا المدخلين 1 ، فإن الحالة التالية ستكون مكملة للحالة السابقة. تستخدم هذه الحالة في تموج الوجه بالتخبط. نظرًا لأننا طبقنا جهدًا عاليًا على جميع مدخلات JK من flip-flops ، فإنهم في الحالة 1 ، لذلك يجب عليهم تبديل الحالة عند النهاية السلبية لنبض الساعة. عند الانتقال من 1 إلى 0 لنبض الساعة. يوضح مخطط التوقيت لعداد التموج الثنائي العملية بوضوح.
مخطط توقيت عداد التموج الثنائي
من الرسم التخطيطي للوقت ، يمكننا أن نلاحظ أن Q0 تغير الحالة فقط أثناء الحافة السالبة للساعة المطبقة. في البداية ، يكون flip flop في الحالة 0. يظل Flip-flop في الحالة حتى تنتقل الساعة المطبقة من 1 إلى 0. نظرًا لأن قيم JK هي 1 ، يجب تبديل flip flop. لذلك ، فإنه يغير الحالة من 0 إلى 1. وتستمر العملية لجميع نبضات الساعة.
عدد نبضات الإدخال | س1 | س0 |
| 0 1 اثنين 3 4 | - 0 0 1 1 | - 0 1 0 1 |
بالانتقال إلى التقليب الثاني ، هنا يتم إعطاء شكل الموجة الناتج عن flip flop 1 كنبض الساعة. لذلك ، كما نرى في مخطط التوقيت عندما ينتقل Q0 من 1 إلى 0 ، تتغير حالة Q1. هنا لا تأخذ في الاعتبار نبض الساعة أعلاه ، فقط اتبع شكل الموجة Q0. لاحظ أن قيم خرج Q0 تعتبر LSB و Q1 تعتبر MSB. من مخطط التوقيت ، يمكننا أن نلاحظ أن العداد يحسب القيم 00،01،10،11 ثم يعيد ضبط نفسه ويبدأ مرة أخرى من 00،01 ، ... حتى يتم تطبيق نبضات الساعة على J0K0 flip flop.
3-bit Ripple counter باستخدام JK flip-flop - جدول الحقيقة / مخطط التوقيت
في عداد التموج 3 بت ، يتم استخدام ثلاثة شبشب في الدائرة. نظرًا لأن قيمة 'n' هنا هي ثلاثة ، يمكن للعداد أن يعد حتى 23= 8 قيم. 000،001،010،011،100،101،110،111. ويرد أدناه مخطط الدائرة ومخطط التوقيت.
عداد تموج ثنائي باستخدام JK Flip Flop
3 بت تموج مخطط توقيت عداد
هنا يتم إعطاء شكل الموجة الناتج من Q1 كنبض الساعة إلى flip flop J2K2. لذلك ، عندما ينتقل Q1 من 1 إلى 0 انتقالات ، تتغير حالة Q2. خرج Q2 هو MSB.
عدد البقول | ساثنين | س1 | س0 |
0 1 اثنين 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 |
عداد تموج 4 بت باستخدام JK Flip flop - مخطط الدائرة ومخطط التوقيت
في عداد التموج ذي 4 بتات ، تكون القيمة n هي 4 ، لذا يتم استخدام 4 قلاب JK ويمكن للعداد العد حتى 16 نبضة. تحت ال مخطط الدائرة ومخطط التوقيت مع جدول الحقيقة.
عداد تموج 4 بت باستخدام JK Flip Flop
مخطط توقيت عداد التموج 4 بت
عداد تموج 4 بت باستخدام D Flip Flop
عندما يتعلق الأمر باختيار Flip Flop لعداد Ripple ، فإن هناك نقطة مهمة يجب مراعاتها وهي أن flip flop يجب أن يحتوي على شرط لتبديل الحالات. يتم استيفاء هذا الشرط من خلال النعال T و JK فقط.
من جدول الحقيقة لـ D الوجه بالتخبط ، فمن الواضح أنه لا يحتوي على شرط التبديل. لذلك ، عند استخدام D فليب فليب كمضاد تموج له قيمة أولية مثل 1. عندما يخضع نبض الساعة للانتقال من 1 إلى 0 ، يجب أن يغير flip flop الحالة. ولكن وفقًا لجدول الحقيقة عندما تكون قيمة D هي 1 ، فإنها تظل على 1 حتى يتم تغيير قيمة D إلى 0. لذلك ، سيبقى شكل موجة D0-flip flop دائمًا 1 ، وهو أمر غير مفيد للعد. لذلك ، لا يتم اعتبار D flip flop لبناء عدادات Ripple.
قسّم على عداد N
يحسب عداد التموج القيم حتى 2ن. لذلك ، لا يمكن حساب القيم التي ليست من قوى 2 الدائرة الذي رأيناه حتى الآن. ولكن عن طريق التعديل ، يمكننا عمل عداد تموج لحساب القيمة التي لا يمكن التعبير عنها كقوة 2. يسمى هذا العداد قسّم على عداد N .
عداد العقد
يتم اختيار عدد flip flops n التي سيتم استخدامها في هذا التصميم بحيث 2ن> N حيث N هو عدد العداد. جنبا إلى جنب مع flip flops ، تتم إضافة بوابة تغذية مرتدة بحيث تتم إعادة ضبط جميع النعال عند العد N إلى الصفر. دائرة التغذية الراجعة هي ببساطة ملف بوابة NAND التي تكون مدخلاتها هي المخرجات Q لتلك التقلبات التي يكون ناتجها Q = 1 عند العد N.
دعونا نرى دارة العداد التي لها قيمة N تساوي 10. يُعرف هذا العداد أيضًا باسم عداد العقد حيث أن العدد يصل إلى 10. هنا يجب أن يكون عدد الشبشب 4 بسبب 24= 16> 10. وعند العد N = 10 ستكون المخرجات Q1 و Q3 1. لذلك ، يتم إعطاء هذه كمدخلات لبوابة NAND. يتم تطبيق إخراج بوابة NAND على جميع النعال وبالتالي إعادة ضبطها على الصفر.
عيوب عداد التموج
وقت انتشار الحمل هو الوقت الذي يستغرقه العداد لإكمال استجابته لنبضة الإدخال المحددة. كما هو الحال في عداد التموج ، يكون نبض الساعة غير متزامن ، ويتطلب مزيدًا من الوقت لإكمال الاستجابة.
تطبيقات عداد التموج
تستخدم هذه العدادات بشكل متكرر لقياس الوقت وقياس التردد وقياس المسافة وقياس السرعة وتوليد شكل الموجة وقسم التردد وأجهزة الكمبيوتر الرقمية والعد المباشر وما إلى ذلك.
وبالتالي هذا كل شيء عن معلومات موجزة عن عداد التموج ، عمل بناء عدادات ثنائي ، 3 بت و 4 بت باستخدام JK-Flip Flop جنبًا إلى جنب مع مخطط الدائرة ، تموج مخطط توقيت عداد ، وجدول الحقيقة. السبب الرئيسي وراء بناء عداد التموج مع D-Flip Flop وعيوب وتطبيقات Ripple Counter. هنا سؤال لك ما هو عداد تموج 8 بت ؟
