Qu'est-ce qu'un compteur en anneau: fonctionnement, classification et applications

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Les compteurs sont des circuits séquentiels dont la fonction est de compter l'impulsion, la fréquence et l'heure du signal à l'aide d'un seul signal d'horloge. C'est un élément important de électronique numérique puisque des appareils électroniques entiers fonctionnent sur des compteurs. Ils sont conçus en regroupant un ensemble (similaire ou différent) de bascules. Les compteurs fonctionnent dans différents modes de modules, qui sont représentés par le nombre d'états du cycle. Il existe deux types de compteurs , ils sont à compteur synchrone et asynchrone. Le compteur synchrone fonctionne sur la base du signal d'horloge d'entrée et le compteur asynchrone est indépendant du signal d'horloge d'entrée. Le compteur synchrone est un registre à décalage compteur qui est en outre classé comme un compteur à anneaux de type anneau et de type torsadé.

Qu'est-ce que Ring Counter?

Définition: Un compteur de sonnerie est également connu sous le nom de SISO ( série en sortie série ) compteur de registre à décalage, où la sortie de la bascule est connectée à l'entrée de la bascule qui agit comme un compteur d'anneau. La conception du compteur d'anneaux peut être effectuée en utilisant quatre Tongs en D avec un signal d'horloge commun et une entrée prioritaire peuvent être connectés à préréglé et effacé.




Schéma fonctionnel du compteur d

schéma-bloc-du-compteur-anneau



À partir du diagramme ci-dessus,

1). Le nombre d'états utilisés est de 4 (où no d'états = nombre de bascules utilisées).

2). Préréglé ou Effacer: La fonction principale de ceci est que si le signal d'horloge d'entrée change, la valeur de sortie est également modifiée.


Les connexions se font comme suit

  • Une entrée est connectée à la première bascule ff0-Q0,
  • Une autre entrée est connectée au CLR des trois autres bascules comme ff1, ff2, ff3.

Théorie de travail

Par exemple, prenons une condition où pre-set = '0000' alors les sorties obtenues à chaque bascule sont les suivantes. Pour FF0, la sortie à Q0 est «1», tandis que dans d’autres bascules comme ff, ff2, ff3 (qui sont connectées pour effacer où CLR = 0) les sorties obtenues à Q1 = Q2 = Q3 = ’0 ′. Cela peut être compris en suivant la table de vérité et ses formes d'onde de sortie obtenues lors de l'exécution à l'aide du code Verilog HDL dans Logiciel Xilinx.

Table de vérité

OU

CLK Q0 Q1 Q2

Q3

Faible impulsion

X100

0

1

0010

0

1

0001

0

1

0000

1

1

0100

0

Entrées = ORI et CLK

X = l'horloge peut être soit un front positif, soit un front négatif

Sorties = Q0, Q1, Q2, Q3.

À partir du tableau, nous pouvons observer que «1» est décalé en diagonale de Q0 à Q3 et revient à nouveau à «Q0». Cela montre donc que cela fonctionne comme un compteur de sonnerie.

Programme Verilog HDL pour Ring Counter

module dff (q, d, c)
sortie q
entrée d, c
reg q
initiale
q = 1’b1
toujours @ (posedge c)
q = d
module de fin

module dff1 (q, d, clk)
sortie q
entrée d, clk
reg q
initiale
q = 1’b0
toujours @ (posedge clk)
q = d
module d'extrémité

anneau de module (q, clk)
inout [3: 0] q
clk d'entrée
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
module de fin

Diagramme de synchronisation du compteur de sonnerie

Le chronogramme du compteur en anneau est illustré ci-dessous.

Chronogramme du compteur en anneau

chronogramme du compteur en anneau

Classification des compteurs d'anneau

Les compteurs de sonnerie sont classés en deux ils sont,

Type droit

Le nom alternatif d'un type simple est «un compteur chaud», où la sortie de la bascule de fin est donnée en retour à l'entrée de la bascule de départ. Où le chiffre binaire 0/1 circule sous forme d'anneau. Deux signaux de commande préréglés (PR) et le signal d'horloge (CLK) sont utilisés. Où PR est connecté à FF 0 et CLR est donné à FF3. Ce qui suit est le schéma fonctionnel du compteur à anneau droit à 4 étages.

Compteur à anneau droit

compteur-anneau droit

Table de vérité du compteur de type anneau droit

Table de vérité du type à anneau droit

table de vérité de type direct

Diagramme de synchronisation de type droit

Diagramme de synchronisation de type droit

chronogramme de type droit

Type tordu

Le nom alternatif du type torsadé est le compteur de type interrupteur queue / marche / Johnson. La sortie complétée de la bascule de fin est une rétroaction à l'entrée de la bascule de départ. Où le flux de 1 et de 0 s'écoule sous forme d'anneau. Le compteur de type torsadé utilise deux signaux de contrôle tels que CLK et ORI. Où CLK et ORI sont communs aux quatre bascules. Ce qui suit est le schéma fonctionnel d'un compteur de type anneau torsadé à 4 étages.

Table de vérité de type tordu

OU

CLK Q0 Q1 Q2 Q3

Faible impulsion

X000

0

1

11000

1

11100

1

1111

0

1

1111

1

1

10111

1

10011

1

1000

1

Diagramme de synchronisation de type torsadé

Le chronogramme du type torsadé est illustré ci-dessous.

Chronogramme-de-Johnson-Counter

chronogramme-de-type-johnson

Différence entre le compteur de type anneau et le compteur de type Johnson

Voici la comparaison entre le compteur d'anneau et le compteur Johnson

Compteur de sonneries

Compteur Johnson

La sortie de la dernière bascule est donnée comme entrée de la bascule de départ.La sortie de la dernière bascule est complétée et donnée comme entrée de la bascule de départ.
Nombre d'états = Nombre de bascules utiliséesSi un nombre «n» de bascules est utilisé, alors un nombre d’états «2n» est requis.
Saisir la fréquence = nFréquence d'entrée = f
Fréquence de sortie = f / nFréquence de sortie = f / 2n
Total des états inutilisés = (2n- n)Total des états inutilisés = (2n- 2n)

Avantages

Les avantages sont

  • Ça peut encoder et décoder les logiques
  • La mise en œuvre peut être effectuée en utilisant JK et tongs D

Désavantages

Les inconvénients sont

  • Sur 15 états, 4 états sont utilisés
  • Non auto-démarrant.

Applications

Voici les applications

FAQ

1). Combien d'états y a-t-il dans le compteur en anneau 10 bits?

10 états sont utilisés dans le compteur en anneau de 10 bits.

2). Qu'est-ce que le compteur asynchrone?

Un compteur asynchrone fonctionne de manière asynchrone c'est-à-dire qu'il est indépendant de l'impulsion d'horloge. Il a 2n - 1 états.

3). Qu'est-ce qu'un mod d'un compteur?

Un autre nom pour un compteur de mod est le compteur de module. Il est défini comme le nombre d'états dans un compteur.

4). Qu'entendez-vous par le compteur de Johnson?

Le compteur Johnson est un type de compteur en anneau, dans lequel la sortie de la dernière bascule est complétée et la rétroaction à l'entrée de la première bascule. Le nombre d'états utilisés est de 2n.

5). Qu'est-ce qu'un compteur de division par N?

Divisé par N compteur signifie la division de la fréquence d'horloge d'entrée par N.

6). Qu'entendez-vous par registre à décalage SISO?

Un registre SISOshift est une série en série sur le registre, où les données d'entrée et les données de sortie sont traitées en série l'une après l'autre et le résultat est stocké dans le registre.

Ainsi, un compteur est une composante importante des électrons numériques. Ils sont classés en compteurs synchrones (de type anneau et torsadé) et asynchrones. Ainsi, ceci est une vue d'ensemble d'un compteur de sonnerie qui utilise deux signaux de commande, horloge et préréglé. Sur la base de ces signaux, ils fonctionnent au format en anneau, c'est pourquoi on l'appelle un compteur en anneau, ils sont en outre classés comme un type droit et torsadé. Où chaque comptoir a sa propre conception, ses avantages et ses inconvénients.