Penghitung sinkron

Apa itu Penghitung?

Penghitung adalah perangkat yang dapat menghitung peristiwa tertentu berdasarkan berapa kali peristiwa tertentu terjadi. Dalam sistem logika digital atau komputer, penghitung ini dapat menghitung dan menyimpan jumlah waktu terjadinya peristiwa atau proses tertentu, tergantung pada sinyal jam. Jenis penghitung yang paling umum adalah rangkaian logika digital sekuensial dengan input clock tunggal dan beberapa output. Keluarannya mewakili bilangan desimal berkode biner atau biner. Setiap pulsa clock menambah atau mengurangi jumlahnya.

Penghitung Sinkron

Sinkronisasi umumnya mengacu pada sesuatu yang terkoordinasi dengan orang lain berdasarkan waktu. Sinyal sinkron terjadi pada kecepatan jam yang sama dan semua jam mengikuti jam referensi yang sama.

Dalam tutorial Asynchronous Counter sebelumnya, kita telah melihat bahwa output dari pencacah itu terhubung langsung ke input pencacah berikutnya dan membuat sistem rantai, dan karena penundaan perambatan sistem rantai ini muncul selama tahap penghitungan dan membuat penundaan penghitungan. Di penghitung sinkron, input jam di semua sandal jepit menggunakan sumber yang sama dan membuat sinyal jam yang sama pada waktu yang sama. Jadi, pencacah yang menggunakan sinyal clock yang sama dari sumber yang sama pada waktu yang sama disebut pencacah sinkron.

Penghitung Atas Sinkron

Pada gambar di atas, desain counter Synchronous dasar ditunjukkan yaitu Synchronous up counter. Sebuah 4-bit Synchronous up kontra mulai menghitung dari 0 (0000 biner) dan kenaikan atau menghitung ke atas untuk 15 (1111 dalam biner) dan kemudian mulai siklus penghitungan baru dengan mendapatkan ulang. Frekuensi operasinya jauh lebih tinggi daripada kisaran yang sama dengan penghitung Asynchronous. Juga, tidak ada penundaan propagasi di penghitung sinkron hanya karena semua flip-flop atau tingkat penghitung berada dalam sumber jam paralel dan jam memicu semua penghitung pada waktu yang sama.

Jam eksternal secara langsung disediakan untuk semua JK Flip-flop pada waktu yang sama secara paralel. Jika kita melihat rangkaiannya, flip-flop pertama, FFA yang merupakan bit paling tidak signifikan dalam pencacah sinkron 4-bit ini, dihubungkan ke input eksternal Logika 1 melalui pin J dan K. Karena koneksi ini, logika TINGGI melintasi sinyal Logika 1, ubah status flip-flop pertama pada setiap pulsa clock.

Tahap selanjutnya, FFB flip-flop kedua, pin input J dan K dihubungkan ke output Flip-flop pertama. Untuk kasus FFC dan FFD, dua gerbang AND yang terpisah menyediakan logika yang diperlukan di antara keduanya. Gerbang AND tersebut membuat logika menggunakan input dan output dari flip-flop tahap sebelumnya.

Kita dapat membuat urutan penghitungan yang sama yang digunakan dalam pencacah Asynchronous dengan membuat situasi di mana setiap sandal jepit mengubah statusnya tergantung pada apakah semua keluaran sandal jepit sebelumnya TINGGI dalam logika. Namun dalam skenario ini, tidak akan ada efek riak hanya karena semua sandal jepit memiliki clock pada waktu yang sama.

Penghitung Bawah Sinkron

Sedikit perubahan di bagian AND, dan menggunakan output terbalik dari JK flip-flop, kita dapat membuat Synchronous Down Counter. Penghitung turun sinkron 4-bit mulai menghitung dari 15 (1111 dalam biner) dan mengurangi atau menghitung ke bawah hingga 0 atau 0000 dan setelah itu akan memulai siklus penghitungan baru dengan menyetel ulang. Di penghitung bawah sinkron, masukan AND Gerbang diubah. Input FFA Flip-flop pertama sama seperti yang kita gunakan pada penghitung up Synchronous sebelumnya. Alih-alih langsung memberi makan output dari flip-flop pertama ke flip-flop berikutnya, kami menggunakan pin output terbalik yang digunakan untuk memberikan input J dan K di TBS flip-flop berikutnya dan juga digunakan sebagai pin input di AND gerbang. Sama seperti rangkaian sebelumnya, dua gerbang AND menyediakan logika yang diperlukan untuk dua Flip-flop FFC dan FFD berikutnya.

Diagram Waktu Penghitung Sinkron

Pada gambar di atas, masukan jam melintasi sandal jepit dan diagram waktu keluaran ditampilkan. Pada setiap pulsa clock, penghitung sinkron menghitung secara berurutan. Output penghitungan di empat pin output adalah inkremental dari 0 hingga 15, dalam biner 0000 hingga 1111 untuk pencacah Sinkron 4-bit. Setelah 15 atau 1111, penghitung disetel ulang ke 0 atau 0000 dan menghitung sekali lagi dengan siklus penghitungan baru.

Untuk penghitung bawah sinkron di mana output terbalik terhubung melintasi gerbang AND, terjadi langkah penghitungan yang berlawanan. Penghitung mulai menghitung dari 15 atau 1111 hingga 0 atau 0000 dan kemudian dihidupkan ulang untuk memulai siklus penghitungan baru dan mulai lagi dari 15 atau 0000.

Penghitung Dekade Sinkron 4 bit

Sama seperti Asynchronous counter, Decade counter atau BCD counter yang bisa menghitung 0 sampai bisa dibuat dengan cascading flip-flop. Sama seperti Asynchronous counter, ia juga akan memiliki fitur "bagi dengan n" dengan nomor modulo atau MOD. Kita perlu meningkatkan jumlah MOD dari penghitung Sinkron (bisa dalam konfigurasi Naik atau Turun).

Berikut adalah rangkaian pencacah 4-bit Synchronous Decade yang ditampilkan-

Rangkaian di atas dibuat dengan menggunakan pencacah biner Sinkron, yang menghasilkan urutan pencacahan dari 0 hingga 9. Logika tambahan diimplementasikan untuk urutan keadaan yang diinginkan dan untuk mengubah pencacah biner ini menjadi pencacah dekade (basis 10 bilangan, Desimal). Ketika output mencapai hitungan 9 atau 1001, penghitung akan diatur ulang ke 0000 dan kembali menghitung hingga 1001.

Pada rangkaian di atas, gerbang AND akan mendeteksi urutan pencacahan mencapai 9 atau 1001 dan mengubah keadaan flip-flop ketiga dari kiri, FFC untuk mengubah statusnya pada pulsa jam berikutnya. Penghitung kemudian disetel ulang ke 000 dan mulai menghitung lagi hingga 1001 tercapai.

MOD-12 dapat dibuat dari rangkaian di atas jika kita mengubah posisi gerbang AND dan akan menghitung 12 status dari 0 (0000 dalam biner) menjadi 11 (1011 dalam biner) dan kemudian direset ke 0.

Informasi terkait Trigger Pulse

Ada dua jenis sandal jepit yang dipicu tepi yang tersedia, tepi positif atau tepi negatif.

Flip-flop Positive Edge atau Rising Edge menghitung satu langkah ketika input jam mengubah statusnya dari Logic 0 ke Logic 1, dalam istilah lain Logic Low ke Logic High.

Di sisi lain, sandal jepit Tepi Negatif atau Tepi jatuh menghitung satu langkah ketika input jam mengubah statusnya dari Logika 1 ke Logika 0, dalam istilah lain Logika Tinggi ke Logika Rendah.

Penghitung riak menggunakan tepi jatuh atau jam yang dipicu tepi negatif untuk mengubah status. Ada alasan dibaliknya. Ini akan membuat peluang lebih mudah untuk menyatukan penghitung karena bit Paling Signifikan dari satu penghitung dapat menggerakkan input jam dari penghitung berikutnya.

Synchronous counter menawarkan melakukan dan membawa pin untuk menghubungkan aplikasi terkait counter. Karena itu, tidak ada penundaan propagasi di dalam sirkuit.

Keuntungan dan Kerugian dari Penghitung Sinkron

Sekarang kita sudah familiar dengan penghitung Sinkron dan apa perbedaan antara penghitung Asinkron dan penghitung Sinkron. Penghitung sinkron menghilangkan banyak batasan yang tiba di penghitung Asinkron.

The keuntungan dari counter Synchronous adalah sebagai berikut-

1. Lebih mudah mendesain daripada penghitung Asynchronous.
2. Ini bekerja secara bersamaan.
3. Tidak ada penundaan propagasi yang terkait dengannya.
4. Urutan hitungan dikontrol menggunakan gerbang logika, kemungkinan kesalahan lebih rendah.
5. Operasi lebih cepat daripada penghitung Asynchronous.

Meskipun ada banyak keuntungan, satu kelemahan utama bekerja dengan penghitung Synchronous adalah membutuhkan banyak logika ekstra untuk melakukan.

Penggunaan Penghitung Sinkron

Beberapa aplikasi di mana penghitung Sinkron digunakan-

1. Kontrol Gerak Mesin
2. Penghitung RPM motor
3. Pembuat Enkode Poros Putar
4. Jam digital atau generator pulsa.
5. Sistem Jam Tangan dan Alarm Digital.