సింక్రోనస్ కౌంటర్

కౌంటర్ అంటే ఏమిటి?

కౌంటర్ అనేది ఒక నిర్దిష్ట సంఘటన (లు) ఎన్నిసార్లు సంభవించిందనే దాని ఆధారంగా ఏదైనా నిర్దిష్ట సంఘటనను లెక్కించగల పరికరం. డిజిటల్ లాజిక్ సిస్టమ్ లేదా కంప్యూటర్లలో, ఈ కౌంటర్ గడియార సంకేతాన్ని బట్టి ఏదైనా నిర్దిష్ట సంఘటన లేదా ప్రక్రియ సంభవించిన సమయాన్ని లెక్కించవచ్చు మరియు నిల్వ చేయవచ్చు. ఒకే గడియారపు ఇన్పుట్ మరియు బహుళ ఉత్పాదనలతో సీక్వెన్షియల్ డిజిటల్ లాజిక్ సర్క్యూట్ చాలా సాధారణ రకం కౌంటర్. అవుట్‌పుట్‌లు బైనరీ లేదా బైనరీ కోడెడ్ దశాంశ సంఖ్యలను సూచిస్తాయి. ప్రతి గడియారం పల్స్ సంఖ్యను పెంచుతాయి లేదా సంఖ్యను తగ్గిస్తాయి.

సింక్రోనస్ కౌంటర్

సమకాలీకరణ సాధారణంగా సమయం ఆధారంగా ఇతరులతో సమన్వయం చేయబడినదాన్ని సూచిస్తుంది. సింక్రోనస్ సిగ్నల్స్ ఒకే గడియార రేటుతో జరుగుతాయి మరియు అన్ని గడియారాలు ఒకే రిఫరెన్స్ గడియారాన్ని అనుసరిస్తాయి.

అసమకాలిక కౌంటర్ యొక్క మునుపటి ట్యుటోరియల్‌లో, ఆ కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ తదుపరి తదుపరి కౌంటర్ యొక్క ఇన్‌పుట్‌తో నేరుగా అనుసంధానించబడి, గొలుసు వ్యవస్థను తయారుచేస్తుందని మేము చూశాము, మరియు ఈ గొలుసు వ్యవస్థ ప్రచారం ఆలస్యం కౌంటింగ్ దశలో కనిపిస్తుంది మరియు లెక్కింపు ఆలస్యాన్ని సృష్టిస్తుంది. సింక్రోనస్ కౌంటర్లో, అన్ని ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లలోని గడియారపు ఇన్‌పుట్ ఒకే మూలాన్ని ఉపయోగిస్తుంది మరియు ఒకే సమయంలో ఒకే గడియార సంకేతాన్ని సృష్టిస్తుంది. కాబట్టి, ఒకే మూలం నుండి ఒకే గడియార సంకేతాన్ని ఒకే సమయంలో ఉపయోగిస్తున్న కౌంటర్‌ను సింక్రోనస్ కౌంటర్ అంటారు.

సింక్రోనస్ అప్ కౌంటర్

పై చిత్రంలో, ప్రాథమిక సింక్రోనస్ కౌంటర్ డిజైన్ చూపబడుతుంది, ఇది సింక్రోనస్ అప్ కౌంటర్. ఒక 4-బిట్ సమకాలిక అప్ కౌంటర్ రీసెట్ పొందడం ద్వారా కొత్త లెక్కింపు చక్రం మొదలు 0 (బైనరీ లో 0000) మరియు పెంపు నుండి లెక్కింపు లేదా (బైనరీ లో 1111) 15 పైకి కౌంట్ ఆపై మొదలు. దీని ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ అదే శ్రేణి అసమకాలిక కౌంటర్ కంటే చాలా ఎక్కువ. అలాగే, అన్ని ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు లేదా కౌంటర్ దశ సమాంతర గడియార వనరులో ఉన్నందున మరియు గడియారం అన్ని కౌంటర్లను ఒకే సమయంలో ప్రేరేపిస్తుంది కాబట్టి సింక్రోనస్ కౌంటర్‌లో ప్రచారం ఆలస్యం లేదు.

బాహ్య గడియారం అన్ని JK ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లకు ఒకే సమయంలో సమాంతర మార్గంలో అందించబడుతుంది. మేము సర్క్యూట్ చూస్తే, ఈ 4-బిట్ సింక్రోనస్ కౌంటర్లో అతి ముఖ్యమైన బిట్ అయిన మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్, ఎఫ్ఎఫ్ఎ, జె మరియు కె పిన్ ద్వారా లాజిక్ 1 బాహ్య ఇన్పుట్కు అనుసంధానించబడి ఉంది. ఈ కనెక్షన్ కారణంగా, లాజిక్ 1 సిగ్నల్ అంతటా హై లాజిక్, ప్రతి క్లాక్ పల్స్‌లో మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ స్థితిని మార్చండి.

తదుపరి దశ, రెండవ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ FFB, J మరియు K యొక్క ఇన్పుట్ పిన్ మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది. FFC మరియు FFD విషయంలో, రెండు వేర్వేరు AND గేట్ వాటిలో అవసరమైన తర్కాన్ని అందిస్తుంది. మునుపటి దశ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల నుండి ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్‌పుట్‌ను ఉపయోగించి ఆ మరియు గేట్లు తర్కాన్ని సృష్టిస్తాయి.

ప్రతి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు దాని స్థితిని మార్చే పరిస్థితిని తయారు చేయడం ద్వారా అసమకాలిక కౌంటర్‌లో ఉపయోగించిన అదే లెక్కింపు క్రమాన్ని మనం సృష్టించవచ్చు. కానీ ఈ దృష్టాంతంలో, అన్ని ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు ఒకే సమయంలో క్లాక్ చేయబడినందున అలల ప్రభావం ఉండదు.

సింక్రోనస్ డౌన్ కౌంటర్

AND విభాగంలో స్వల్ప మార్పులు, మరియు JK ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ నుండి విలోమ అవుట్పుట్ ఉపయోగించి, మేము సింక్రోనస్ డౌన్ కౌంటర్ను సృష్టించవచ్చు. 4-బిట్ సింక్రోనస్ డౌన్ కౌంటర్ 15 (బైనరీలో 1111) నుండి లెక్కించడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు తగ్గుతుంది లేదా 0 లేదా 0000 కి క్రిందికి లెక్కించబడుతుంది మరియు ఆ తరువాత రీసెట్ పొందడం ద్వారా కొత్త లెక్కింపు చక్రం ప్రారంభమవుతుంది. లో సమస్థితి డౌన్ కౌంటర్, AND గేట్ ఇన్పుట్ మార్చబడింది. మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ FFA ఇన్పుట్ మేము మునుపటి సింక్రోనస్ అప్ కౌంటర్లో ఉపయోగించినట్లే. మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ను తరువాతి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్కు నేరుగా తినిపించే బదులు, మేము విలోమ అవుట్పుట్ పిన్ను ఉపయోగిస్తున్నాము, ఇది తదుపరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ ఎఫ్ఎఫ్బిలో J మరియు K ఇన్పుట్ ఇవ్వడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు AND అంతటా ఇన్పుట్ పిన్గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది గేట్. మునుపటి సర్క్యూట్ మాదిరిగానే, రెండు AND గేట్లు తదుపరి రెండు ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ FFC మరియు FFD లకు అవసరమైన తర్కాన్ని అందిస్తున్నాయి.

సింక్రోనస్ కౌంటర్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం

పై చిత్రంలో, ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లలో క్లాక్ ఇన్‌పుట్ మరియు అవుట్పుట్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రం చూపబడతాయి. ప్రతి గడియారం పల్స్‌లో, సింక్రోనస్ కౌంటర్ వరుసగా లెక్కించబడుతుంది. 4-బిట్ సింక్రోనస్ అప్ కౌంటర్ కోసం బైనరీ 0000 లో 11 అవుట్పుట్ పిన్లో లెక్కింపు అవుట్పుట్ 0 నుండి 15 వరకు పెరుగుతుంది. 15 లేదా 1111 తరువాత, కౌంటర్ 0 లేదా 0000 కు రీసెట్ చేయండి మరియు కొత్త లెక్కింపు చక్రంతో మరోసారి లెక్కించండి.

విలోమ అవుట్పుట్ AND గేట్ అంతటా అనుసంధానించబడిన సింక్రోనస్ డౌన్ కౌంటర్ కోసం, సరిగ్గా వ్యతిరేక లెక్కింపు దశ జరుగుతుంది. కౌంటర్ 15 లేదా 1111 నుండి 0 లేదా 0000 వరకు లెక్కించడం మొదలవుతుంది మరియు తరువాత కొత్త లెక్కింపు చక్రం ప్రారంభించడానికి పున ar ప్రారంభించబడుతుంది మరియు మళ్ళీ 15 లేదా 0000 నుండి ప్రారంభమవుతుంది.

4 బిట్-సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్

అసమకాలిక కౌంటర్, దశాబ్దం కౌంటర్ లేదా బిసిడి కౌంటర్ మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇది క్యాస్కేడింగ్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల ద్వారా చేయవచ్చు. అసమకాలిక కౌంటర్ మాదిరిగానే, ఇది మాడ్యులో లేదా MOD సంఖ్యతో “n ద్వారా విభజించు” లక్షణాన్ని కూడా కలిగి ఉంటుంది. మేము సింక్రోనస్ కౌంటర్ యొక్క MOD గణనను పెంచాలి (అప్ లేదా డౌన్ కాన్ఫిగరేషన్‌లో ఉండవచ్చు).

ఇక్కడ 4-బిట్ సింక్రోనస్ డికేడ్ కౌంటర్ సర్క్యూట్ చూపబడింది-

ఎగువ సర్క్యూట్ సింక్రోనస్ బైనరీ కౌంటర్ ఉపయోగించి తయారు చేయబడింది, ఇది 0 నుండి 9 వరకు కౌంట్ సీక్వెన్స్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. కావలసిన స్టేట్ సీక్వెన్స్ కోసం మరియు ఈ బైనరీ కౌంటర్ను దశాబ్దపు కౌంటర్ (బేస్ 10 సంఖ్యలు, దశాంశ) గా మార్చడానికి అదనపు లాజిక్స్ అమలు చేయబడతాయి. అవుట్పుట్ కౌంట్ 9 లేదా 1001 కి చేరుకున్నప్పుడు, కౌంటర్ 0000 కు రీసెట్ అవుతుంది మరియు మళ్ళీ 1001 వరకు లెక్కించబడుతుంది.

పై సర్క్యూట్లో, AND గేట్లు లెక్కింపు క్రమం 9 లేదా 1001 కు చేరుకుంటుందని గుర్తించి, ఎడమ నుండి మూడవ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క స్థితిని మారుస్తుంది, తదుపరి గడియారం పల్స్లో దాని స్థితిని మార్చడానికి FFC. కౌంటర్ అప్పుడు 000 కు రీసెట్ చేస్తుంది మరియు 1001 చేరే వరకు మళ్ళీ లెక్కించడం ప్రారంభిస్తుంది.

మేము AND గేట్ల స్థానాన్ని మార్చుకుంటే పై సర్క్యూట్ నుండి MOD-12 తయారు చేయవచ్చు మరియు ఇది 12 రాష్ట్రాలను 0 (బైనరీలో 0000) నుండి 11 (బైనరీలో 1011) కు లెక్కించి, ఆపై 0 కి రీసెట్ చేస్తుంది.

పల్స్ సంబంధిత సమాచారాన్ని ట్రిగ్గర్ చేయండి

పాజిటివ్ ఎడ్జ్ లేదా నెగటివ్ ఎడ్జ్ అనే రెండు రకాల ఎడ్జ్ ట్రిగ్గర్డ్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ అందుబాటులో ఉన్నాయి.

క్లాసిక్ ఇన్పుట్ దాని స్థితిని లాజిక్ 0 నుండి లాజిక్ 1 కు మార్చినప్పుడు పాజిటివ్ ఎడ్జ్ లేదా రైజింగ్ ఎడ్జ్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఒక దశను లెక్కిస్తాయి, మరో మాటలో లాజిక్ తక్కువ నుండి లాజిక్ హై వరకు.

మరోవైపు, గడియారపు ఇన్పుట్ దాని స్థితిని లాజిక్ 1 నుండి లాజిక్ 0 కి, ఇతర పదాలలో లాజిక్ హై నుండి లాజిక్ లోకి మార్చినప్పుడు నెగటివ్ ఎడ్జ్ లేదా ఫాలింగ్ ఎడ్జ్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఒకే దశను లెక్కించాయి.

అలల కౌంటర్లు స్థితిని మార్చడానికి పడిపోయే అంచు లేదా ప్రతికూల అంచు ప్రేరేపిత గడియార ప్లస్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. దీని వెనుక ఒక కారణం ఉంది. ఒక కౌంటర్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన బిట్ తదుపరి కౌంటర్ యొక్క గడియారపు ఇన్పుట్ను నడిపించగలదు కాబట్టి ఇది కౌంటర్లను కలిసి క్యాస్కేడ్ చేయడానికి సులభమైన అవకాశాలను చేస్తుంది.

కౌంటర్ లింకింగ్ సంబంధిత అప్లికేషన్ కోసం సింక్రోనస్ కౌంటర్ ఆఫర్ నిర్వహిస్తుంది మరియు పిన్లో తీసుకువెళుతుంది. ఈ కారణంగా, సర్క్యూట్ లోపల ప్రచారం ఆలస్యం లేదు.

సింక్రోనస్ కౌంటర్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

ఇప్పుడు మనకు సింక్రోనస్ కౌంటర్ గురించి తెలుసు మరియు అసమకాలిక కౌంటర్ మరియు సింక్రోనస్ కౌంటర్ మధ్య తేడా ఏమిటి. సింక్రోనస్ కౌంటర్ అసమకాలిక కౌంటర్లో వచ్చే చాలా పరిమితులను తొలగిస్తుంది.

సింక్రోనస్ కౌంటర్ యొక్క ప్రయోజనాలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి-

1. అసమకాలిక కౌంటర్ కంటే డిజైన్ చేయడం సులభం.
2. ఇది ఏకకాలంలో పనిచేస్తుంది.
3. దీనితో ప్రచారం ఆలస్యం లేదు.
4. కౌంట్ సీక్వెన్స్ లాజిక్ గేట్లను ఉపయోగించి నియంత్రించబడుతుంది, లోపం అవకాశాలు తక్కువగా ఉంటాయి.
5. అసమకాలిక కౌంటర్ కంటే వేగంగా ఆపరేషన్.

చాలా ప్రయోజనాలు ఉన్నప్పటికీ, సింక్రోనస్ కౌంటర్‌తో పనిచేయడానికి ఒక ప్రధాన ప్రతికూలత ఏమిటంటే, దీన్ని నిర్వహించడానికి చాలా అదనపు తర్కం అవసరం.

సింక్రోనస్ కౌంటర్ వాడకం

సింక్రోనస్ కౌంటర్లను ఉపయోగించే కొన్ని అనువర్తనాలు-

1. మెషిన్ మోషన్ నియంత్రణ
2. మోటార్ RPM కౌంటర్
3. రోటరీ షాఫ్ట్ ఎన్కోడర్లు
4. డిజిటల్ గడియారం లేదా పల్స్ జనరేటర్లు.
5. డిజిటల్ వాచ్ మరియు అలారం వ్యవస్థలు.