asincronicos

Contadores Asincronos
 

 


En los sistemas asíncronos los FF no están conectados al mismo reloj, por lo que no cambian simultaneamente. 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 mas significativo.
Contador binario ascendente tipo rippleEn 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 de bajada del reloj. El siguiente flip flop(FF1), tiene comoentrada 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 asincrona.  De hecho, la salida Q0 se producirá un tiempo después de que baje el reloj, y como esta es la entrada de reloj de FF1, la salida Q1 se produciráun 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 transiciones ocurrieran simultáneamente.
Usualmente todas las entrada deCELAR 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 estados diferentes. El numero de estados diferentes por lo que pasa un contador sedenomina 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 mas significativo ( el mas lejos desde el que está conectado al pulso de reloj original)  produce un pulso de reloj por cada n pulsos del reloj de entrada del FF correspondienteal bit menos significativo ( el FF disparado por el reloj principal)
El contador mod-4 analizado anteriormente puede llamarse también contador divisor por 4 (divide-by-4 counter). 

El siguiente es un contador asincrono de 3 bits. Trabaja exactamente como el de dos bits, solo que ahora, debido al tercer FF se contarán 8 estados. 
        
 
Problema
En la practica 4 se analizará elfuncionamiento de un contador tipo ripple modulo 16. ¿Cuantos FF se necesitarán? . Trate de dibujar el circuito correspondiente y realizar su diagrama de tiempo.
Contador Ascendente BCD asincrono
Los contadores analizados anteriormente cuentan 2n estados diferentes, donde n es el numero de FF. Realmente con n flip flop se puede tener en la secuencia HASTA 2n estados diferentes, por lo que podríamoscontar un menor numero de estados y tendríamos una secuencia truncada. Esto se hace forzando a reciclar los FF antes de que pase por todos sus estados normales. Un ejemplo común se tiene con un contador de década. Si quisiéramos realizar un contador modulo 10 (de 0 a 9) se necesitarían 4 flip flops. Con 4 FF de la forma indicada anteriormente podríamos contar hasta 16 estados diferentes (de 0 a 15),por lo que al llegar a 9 si queremos volver a 0 lo que hacemos es poner en cero todos los FF utilizando las entradas de CLEAR. Para hacer esto necesitamos decodificar el estado de numeración siguiente al mas alto con un circuito combinatorio adicional que haga que los FF, en lugar de mostrar un 10 (1010) muestren un cero (0000) haciendo un CLEAR en todos los FF. Esto se hace con la compuerta...