Come si progetta un contatore di ondulazioni modulo 12?
Comprensione dei contatori di ondulazione
* Contatori ondulazione: I contatori Ripple sono contatori asincroni, ovvero le infradito cambiano stato una dopo l'altra, creando un effetto a catena. Ciò porta ad un ritardo tra le transizioni del flip-flop.
* Contatore modulo 12: Questo tipo di contatore conta da 0 a 11 e poi si reimposta su 0.
Passaggi di progettazione
1. Determina il numero di infradito: Per contare fino a 11 (12 stati incluso 0), sono necessarie 4 infradito JK, poiché 2 ^ 4 =16 (che è maggiore di 12).
2. Connessioni flip-flop:
* Flip-Flop 1 (bit meno significativo):
* J1 =1 (sempre impostato)
* K1 =Q1 (commuta sul fronte di salita dell'orologio)
* Infradito 2:
* J2 =Q1
* K2 =Q2
* Infradito 3:
* J3 =Q2
* K3 =Q3
* Flip-Flop 4 (bit più significativo):
* J4 =Q3
* K4 =Q4
3. Ripristina logica (facoltativo):
* Per garantire che il contatore venga reimpostato su 0 dopo aver contato fino a 11, è possibile aggiungere una porta AND con ingressi da Q1 e Q3. L'uscita della porta AND verrà utilizzata per resettare i flip-flop.
* Quando sia Q1 che Q3 sono ALTI (che rappresentano lo stato 11), l'uscita del gate AND diventa ALTA, attivando il ripristino.
Implementazione del circuito
Ecco come puoi implementare questo design:
```
+-----+ +-----+ +-----+ +-----+
| | | | | | | |
| FF1 | | FF2 | | FF3 | | FF4 |
| | | | | | | |
+-----+ +-----+ +-----+ +-----+
| | |
| | |
V V V
+-------+ +-------+ +-------+
Orologio ->| | | | | |
| E | | E | | E |
| | | | | |
+-------+ +-------+ +-------+
| |
| |
| V
| +-------+
| | |
| | OPPURE |
| | |
| +-------+
|
V
RESET
Q1 -|- J1 =1
| K1 =Q1
Q2 -|- J2 =Q1
| K2 =Q2
Q3 -|- J3 =Q2
| K3 =Q3
Q4 -|- J4 =Q3
| K4 =Q4
```
Spiegazione:
* Connessioni flip-flop: Gli ingressi JK di ciascun flip-flop sono collegati all'uscita del flip-flop precedente. Ciò crea un effetto a catena in cui ciascun flip-flop cambia stato in base all'output del precedente.
* Ripristina logica: La porta AND con gli ingressi da Q1 e Q3 garantisce che il contatore si resetti quando raggiunge lo stato 11. La porta OR combina il segnale di reset dalla porta AND con il segnale di clock. Ciò garantisce che i flip-flop vengano ripristinati sul fronte di salita dell'impulso di clock quando il contatore raggiunge lo stato 11.
Come funziona:
1. Il contatore si avvia nello stato 0 (tutti i flip-flop resettati).
2. Ad ogni fronte di salita dell'impulso di clock, i flip-flop cambiano il loro stato.
3. Ciò continua finché il contatore non raggiunge lo stato 11 (Q1 =1, Q3 =1).
4. Allo stato 11, l'uscita del gate AND diventa ALTA, attivando il ripristino.
5. Il contatore si reimposta allo stato 0 e il ciclo si ripete.
Considerazioni importanti:
* Tempistiche: I contatori asincroni presentano problemi di temporizzazione intrinseci a causa dei ritardi di propagazione tra i flip-flop. Se hai bisogno di un timing molto preciso, i contatori sincroni sarebbero una scelta migliore.
* Velocità orologio: La velocità di clock massima di un contatore di ondulazioni è limitata dai ritardi di propagazione dei flip-flop e delle porte logiche.
Fammi sapere se hai altre domande.