Numarator binar sincron de tip serie

Numarator binar sincron de tip serie

Schema acestui numarator impreuna cu tabelul de adevar pe care il realizeaza sunt reprezentate in figura 3.b.

Din examinarea celulei de tip T cunoastem ca aceasta celula basculeaza daca are intrarile pe nivelul unu (J=K=1) si i se aplica un impuls de tact.

   

Fig.3.b Numarator binar sincron serie

In schema din figura 3.b bornele de tact ale bistabilelor au fost legate impreuna formand intrarea numaratorului, iar intarile J si K ale fiecarui bistabil sunt comandate cu ajutorul unor porti SI in conformitate cu tabelul de adevar, astfel

CBB1 basculeaza din doua in doua impulsuri aplicate la intrare(vezi coloana Q₁ din tabel ), adica numai atunci cand Q₀=1.In consecinta, vom lega intrarile J₁=K₁ la iesirea Q₀.

CBB2 basculeaza in patru impulsuri aplicate la intrare adica atunci cand atat Q₀ cat si Q₁ sunt in starea 1. Aceasta comanda este asigurata de poarta P₁ la iesirea caruia au fost legate intrarile J₂ si K₂.

Dupa un rationament similar rezulta ca CBB3 va bascula cand Q₀=Q₁=Q₃=1, comanda asigurata de poarta P1.

Numarator binar sincron de tip paralel

O marime suplimentara a vitezei de lucru a numaratorului sincron se poate obtine daca portile SI dinte celule nu se mai leaga in cascada ca in schema de tip serie, ci fiecare poarta SI este cuplata direct iesirilor bistabililor care conditioneaza deschiderea(figura 3.c.)

Acest tip de numarator este cel mai rapid dintre toate cele examinate pana acum. Dezavantajul schemei consta in faptul ca portile SI constructive au cate o intare in plus iar fiecare poarta de comanda nou indusa mareste cu cate o unitate gradul de incarcare al bistabililor. Este important de retinut faptul ca fiecare incarcare suplimentara a bistabililor mareste timpul de basculare si in consecinta va reduce frecventa de lucru a numaratorului.

Fig.3.c. Numarator binar sincron de tip serie

Numaratoare binare inverse sincrone

Numaratoarele inverse se pot realiza sub forma asincrona, cat si sub forma sincrona.In figura 4.1.a este prezentata schema bloc a unui numarator asincron cu 4 CBB uri de tip J K, functionand in regim de denumarare (numarare inversa).Se observa ca, pentru a realiza functia de numarare inversa, este suficienta utilizarea iesirilor Q (RESET) ale CBB urilor ce formeaza etejele de numarare.

Principiul de realizare a numaratorului invers (utilizarea pentru controlul functionarii CBB ului urmator a semnalului de pe iesirea Q a CBB ului anterior) se aplica si la realizarea numaratorului sincron invers.

O structura de principiu a unui numarator sincron in regim de denumarare este reprezentata in figura 4.1.a.Se observa ca in primul impuls de tact aplicat pe intrarea de numarare (CP) trece in SET toate CBB urile numaratorului aflate initial in RESET.Aceasta deoarece, initial, iesirile Q1, Q2, Q3, ce se conecteaza prin portile SI1,SI2 la intrarile J-K ale CBB urilor urmatoare(J=K=1) pentru toate cele 4 CBB-uri la care se aplica pulsul de tact.Diagrama de semnale a numaratorului sincron invers este similara celei prezentate pentru functionarea numaratorului asincron invers.

Mai intai trebuie sa avem in vedere starea portilor SI din intarile J si K.Dat fiind tipul sincron al numaratorului, pentru determinarea valorilor de iesire a acestor porti este obligatorie cunoasterea iesirilor bistabililor legati in intrari inainte de aparitia impulsului T (nu se tine seama de starea bistabilului anterior, determinata de T)

Se observa pe schema ca in intrarile bistabilului D s a introdus iesirea QA a primului bistabil si nu QA, cum s a procedat pentru B si C.Aceasta legatura este des intalnita in circuitele integrate.Se observa, de asemenea ca Q_A este inversat, deci efectul asupra lui D va fi acelasi cu ipoteza comentarii iesirii Q_A in intrarile sale.Motivul acestui fel de conexiune este echilibrarea sarcinii.Daca Q_A ar fi fost conectat in B, C si D, incarcarea sa ar fi fost prea mare.Solutia conectarii lui Q_A inversat echilibreaza sarcina pe care debiteaza A.

Pentru o mai usoara intelegere a functionarii numaratorului se da tabelul 4.1.c.

Prin J si K se intelege rezultatul produsului logic ce se aplica acestor porti, adica:

Rezultatul acestui proces este trecut in coloana respectiva.   

Ja=Ka=1(+Vcc)    Ja=Ka= JC=KC= JC=KC=

In plus se mai tine seama si de figura 4.1.a. care da starea bistabilului JK dupa aplicarea impulsului in T, in functie de valoarea lui J si K.

Functionarea numaratorului

1. t=t₀ Toti bistabilii (A, B, C si D) sunt pe 0:

J_A si K_A sunt conectati la +Vcc, deci sunt presupusi.

2.t=t₁    J_A=1; K_A=1; K_A=1, deoarece initial Q_A=1 (t=t₁);

, deci J_B=K_B=1, Q_B=1;

, deci J_C=K_C=1; Q_C=1;

, deci J_C=K_C=1, K_D=1, Q_D=1;

A=1, B=1, C=1, D=1;

3.t=t₂    Q_A=0 (J=!; K=1; Q_A=1) basculeaza;

; J_B=K_B=0; Q_B=1 nu isi schimba starea;

J_C=K_C=0; Q_C=1;

J_D=K_D=0; Q_D=1;

A=0; B=1; C=1; D=1;

4.t=t₃    Q_A=1 (J=1, K=1, Q_A=1) basculeaza;

, (J_B=1, K_B=1, Q_B=0) QB=1 basculeaza;

, J_C=0, K_C=0, Q_C=1;

J_D=K_D=0, Q_D=0;

A=1, B=1, C=1, D=1

5.t=t₄ Q_A=0;

, J_B=J_C=J_D=0, deci nici B , nici C , nici D nu basculeaza.

A=0, B=0, C=1, D=1; si asa mai departe conform tabelului.

Dupa al 16 lea impuls de ceas, numaratorul e din nou pe 0.