- O que é um contador?
- O que é assíncrono?
- Contador Assíncrono
- Contador truncado assíncrono e contador de décadas
- Diagrama de tempo do contador de décadas assíncrono e sua tabela de verdade
- Criando o contador assíncrono, exemplo e usabilidade
- Divisores de frequência
- Vantagens e desvantagens do contador assíncrono
O que é um contador?
Um contador é um dispositivo que pode contar qualquer evento específico com base em quantas vezes o (s) evento (s) específico (s) ocorreram. Em um sistema de lógica digital ou computadores, esse contador pode contar e armazenar o número de vezes que qualquer evento ou processo específico ocorreu, dependendo de um sinal de clock. O tipo mais comum de contador é o circuito lógico digital sequencial com uma única entrada de relógio e várias saídas. As saídas representam números decimais codificados em binários ou binários. Cada pulso de clock aumenta ou diminui o número.
O que é assíncrono?
Assíncrono significa ausência de sincronização. Algo que não existe ou ocorre ao mesmo tempo. No fluxo de computação ou telecomunicação, Assíncrono significa controlar o tempo de operação enviando um pulso apenas quando a operação anterior for concluída, em vez de enviá-lo em intervalos regulares.
Contador Assíncrono
Agora entendemos o que é contrário e qual é o significado da palavra Assíncrona . Um contador assíncrono pode contar usando a entrada de relógio assíncrono. Os contadores podem ser facilmente feitos usando flip-flops. Como a contagem depende do sinal de relógio, no caso de um contador assíncrono, bits de estado de mudança são fornecidos como o sinal de relógio para os flip-flops subsequentes. Esses flip-flops são conectados em série e o pulso do relógio se espalha pelo contador. Devido ao pulso do clock de ondulação, ele costuma ser chamado de contador de ondulação. Um contador assíncrono pode contar 2 n - 1 estados de contagem possíveis.
Contador truncado assíncrono e contador de décadas
Como há um número máximo de saída para contadores assíncronos como MOD-16 com uma resolução de 4 bits, também há possibilidades de usar um contador assíncrono básico em uma configuração em que o estado de contagem seja menor que seu número máximo de saída. Os contadores Módulo ou MOD são um desses tipos de contadores. A configuração feita de forma que o contador volte a zero em um valor pré-configurado e tenha sequências truncadas.
Assim, se um contador com o número específico de resoluções (Resolução de n bits) contar até for chamado de contador de seqüência completa e, por outro lado, se for menor que o número máximo, é chamado de contador truncado.
Para obter a vantagem das entradas assíncronas no flipflop, o contador truncado assíncrono pode ser usado com lógica combinacional.
O contador assíncrono módulo 16 pode ser modificado usando portas lógicas adicionais e pode ser usado de forma que a saída forneça uma saída de contador de década (dividida por 10), que é útil na contagem de números decimais padrão ou em circuitos aritméticos. Este tipo de contadores é denominado Contadores de Década.
Os Contadores de Década requerem a redefinição para zero quando a saída atinge um valor decimal de 10.
Se contarmos 0-9 (10 passos), o número binário será -
| Número de contagem | Número binário | Valor Decimal |
| 0 | 0000 | 0 |
| 1 | 0001 | 1 |
| 2 | 0010 | 2 |
| 3 | 0011 | 3 |
| 4 | 0100 | 4 |
| 5 | 0101 | 5 |
| 6 | 0110 | 6 |
| 7 | 0111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
Portanto, quando a saída atinge 1001 (BCD = 9), o contador precisa ser zerado. Para redefinir o contador, precisamos alimentar essa condição de volta para a entrada de redefinição. O contador que conta 0000 (BCD = 0) a 1001 (BCD = 9), é referido como contador BCD ou Decimal codificado em binário.
Diagrama de tempo do contador de décadas assíncrono e sua tabela de verdade
Na imagem acima, um contador assíncrono básico usado como configuração de contador de décadas usando 4 flip-flops JK e uma porta NAND 74LS10D. O contador assíncrono conta para cima em cada pulso de clock, começando de 0000 (BCD = 0) a 1001 (BCD = 9). Cada saída do flip-flop JK fornece dígito binário, e a saída binária é alimentada no próximo flip-flop subsequente como uma entrada de clock. Na saída final 1001, que é 9 em decimal, a saída D que é o bit mais significativo e a saída A que é um bit menos significativo, ambas estão na lógica 1. Essas duas saídas são conectadas na entrada do 74LS10D. Quando o próximo pulso de clock é recebido, a saída do 74LS10D reverte o estado de Logic High ou 1 para Logic Low ou 0.
Em tal situação, quando o 74LS10D muda a saída, os flip-flops 74LS73 JK serão reiniciados quando a saída da porta NAND for conectada através da entrada 74LS73 CLEAR. Quando os flip-flops são reiniciados, a saída de D para A torna-se 0000 e a saída da porta NAND volta para Lógica 1. Com tal configuração, o circuito superior mostrado na imagem torna-se Módulo-10 ou um contador de década.
A tabela de verdade do contador de décadas é mostrada na próxima tabela
| Pulso do relógio | Valor Decimal | Saída - D | Saída - C | Saída - B | Saída - A |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 3 | 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 4 | 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 6 | 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 7 | 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 8 | 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 10 | 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
A imagem abaixo mostra o diagrama de tempo e o status das 4 saídas no sinal de clock. O pulso de reinicialização também é mostrado no diagrama.
Criando o contador assíncrono, exemplo e usabilidade
Podemos modificar o ciclo de contagem para o contador assíncrono usando o método que é usado para truncar a saída do contador. Para outros ciclos de contagem, podemos alterar a conexão de entrada através da porta NAND ou adicionar outra configuração de portas lógicas.
Como discutimos antes, o módulo máximo que pode ser implementado com n números de flip-flops é 2 n. Para isso, se quisermos projetar um contador assíncrono truncado, devemos encontrar a menor potência de dois, que é maior ou igual ao nosso módulo desejado.
Por exemplo, se quisermos contar de 0 a 56 ou mod - 57 e repetir a partir de 0, o maior número de flip-flops necessários é n = 6, o que dará o módulo máximo de 64. Se escolhermos menos números de flip-flops, o módulo não será suficiente para contar os números de 0 a 56. Se escolhermos n = 5, o MOD máximo será = 32, o que é insuficiente para a contagem.
Podemos colocar em cascata dois ou mais contadores de ondulação de 4 bits e configurar cada indivíduo como " dividido por 16" ou " dividido por 8" formações para obter MOD-128 ou mais contadores especificados.
No segmento 74LS, o 7493 IC poderia ser configurado de tal forma, como se configurarmos 7493 como um contador " dividido por 16 " e colocar em cascata outros chipsets 7493 como um contador " dividido por 8 ", obteremos uma frequência de " divisão por 128" divisor.
Outros ICs como o 74LS90 oferecem contador de ondulação programável ou divisor que pode ser configurado como divisão por 2, divisão por 3 ou divisão por 5 ou outras combinações também.
Por outro lado, 74LS390 é outra escolha flexível que pode ser usada para grandes divisões por um número de 2 a 50.100 e outras combinações.
Divisores de frequência
Um dos melhores usos do contador assíncrono é usá-lo como um divisor de frequência. Podemos reduzir a alta frequência do clock até um valor utilizável e estável, muito mais baixo do que o clock real de alta frequência. Isso é muito útil no caso de eletrônica digital, aplicações relacionadas a temporização, relógios digitais, geradores de fonte de interrupção.
Suponha que estejamos usando o clássico CI temporizador NE555, que é um multivibrador monoestável / astável, rodando a 260 kilohertz e a estabilidade é de +/- 2%. Podemos facilmente adicionar um contador de ondulação “ dividido por 2” de 18 bits e obter uma saída estável de 1 Hz que pode ser usada para gerar 1 segundo de atraso ou 1 segundo de pulso, o que é útil para relógios digitais.
Este é um circuito simples para produzir frequência ou temporização estável a partir de uma fonte instável, dividindo a frequência usando o contador de ondulação. Os osciladores de cristal mais precisos podem produzir altas frequências precisas além dos geradores de sinal.
Vantagens e desvantagens do contador assíncrono
Os contadores assíncronos podem ser facilmente construídos usando flip-flops Tipo D. Eles podem ser implementados usando o circuito de contagem “ dividir por n ”, que oferece muito mais flexibilidade em aplicações relacionadas com faixa de contagem maior, e o contador truncado pode produzir qualquer contagem de número de módulo.
Mas, apesar desses recursos, o contador assíncrono oferece algumas limitações e desvantagens.
Ao usar o contador assíncrono, é necessário um flip-flops de saída de ressincronização adicional para ressincronizar os flipflops. Além disso, para a contagem de sequência truncada, quando não for igual a, é necessária uma lógica de feedback extra.
Ao contar um grande número de bits, devido ao sistema em cadeia, o retardo de propagação por estágios sucessivos tornou-se muito grande, o que é muito difícil de ser eliminado. Em tal situação, os contadores síncronos são mais rápidos e confiáveis. Também há erros de contagem no contador assíncrono quando altas frequências de clock são aplicadas nele.