Contadores

-------------------------------------------------
TEORIA Y PRÁCTICA
-------------------------------------------------
FECHA: ___________________
-------------------------------------------------
CONTADORES

Un contador es un circuito secuencial que pasa por una secuencia prescrita de estados. La secuencia puede seguir un conteo binario o cualquier otra secuencia de estados. Loscontadores se encuentran en casi todo sistema digital. Se utiliza para contar el numero de ocurrencias de un evento o para generar secuencias de temporizado para controlar operaciones en un sistema digital. De las diversas secuencias que puede seguir un contador, la secuencia binaria directa es la mas simple y la mas directa. Un contador que sigue la secuencia binaria se denomina contador binario n bits,consta de n flip-flops y puede contar en binario desde 0 hasta 2n-1. Un contador con n flip-flops no necesariamente debe contar  2n números. Puede truncarse la secuencia para contar un número menor de estados. Por ejemplo un contador BCD (contador del 0 al 9) cuenta la secuencia binaria desde 0000 hasta 1001 y regresa a 0000 para repetir la secuencia. Otros contadores pueden seguir una secuenciaarbitraria que es posible no sea la secuencia binaria directa. En cualquier caso, el procedimiento de diseño será el mismo. | |
Existe una clasificación básica de los contadores, que los divide en asíncronos y síncronos, en función de si la señal de reloj dispara simultáneamente a todos los flip-flops (síncrono) o no (asíncrono). Además, los contadores pueden clasificarse atendiendo al tipo desecuencia que generan o  al número de estados por el que pasan (módulo).
Contadores Asíncronos
En los sistemas asíncronos los FF no están conectados al mismo reloj, por lo que no cambian simultáneamente. La señal de reloj sólo ataca al flip-flop que representa al bit menos significativo. Los otros FF se conectan en cascada sirviendo su salida de reloj para el siguiente, hasta llegar al bit mássignificativo.
Contador binario ascendente tipo ripple.
En la figura se muestra un contador asincrono de 2 bits.
Está constituido con dos flip flop  J K con ambas entradas conectadas a 1, por lo que cambiarán de estado en el flanco de bajada de su entrada de reloj. El reloj externo se conecta solamente a la entrada de reloj del primer flip flop (FF0).  Este cambiará de estado en cada flanco debajada del reloj. El siguiente flip flop(FF1), tiene como entrada de reloj la salida de FF0 por lo que cambiará de estado cada vez que la salida Q0 cambie de 1 a 0. Debido a que cada flip flop responde con cierto retardo, los flip flop no son disparados simultáneamente, por lo que operan de forma asíncrona.  De hecho, la salida Q0 se producirá un tiempo después de que baje el reloj, y como esta esla entrada de reloj de FF1, la salida Q1 se producirá un tiempo después de que Q0 cambie de 1 a 0. De esta forma el retardo se irá propagando a

medida que se vayan agregando flip flops, como las olas en el agua, de aquí que estos contadores se denominan tipo "ripple"
Note que por simplicidad, en el diagrama de tiempo no se toma en cuenta este retardo, y se muestra como si las transicionesocurrieran simultáneamente.

Usualmente todas las entradas de CLEAR se conectan juntas, de manera que un pulso pueda poner todos los FF en cero antes de comenzar la cuenta.
Como se mostró anteriormente este contador de 2 bit tipo ripple pasa por  4 estados diferentes, dependiendo del valor de la cuenta (00, 01, 10, 11). De igual forma, un contador con n flip flops, pasará por 2n estadosdiferentes. El numero de estados diferentes por lo que pasa un contador se denomina modulo. El contador de 2 bits se denomina entonces contador modulo 4.
Un contador mod-n (modulo n) puede denominarse también contador divisor por n (divide-by-n counter) . Esto porqué el FF correspondiente al bit más significativo (el más lejos desde el que está conectado al pulso de reloj original)  produce un pulso de...