El gran trueque

CONTADORES
Índice de la exposición
1. Introducción
1.1 - Definición de contador. 1.2 - Parámetros principales.

4.

Contadores en ABEL y PLD
4.1 - Ecuaciones 4.2 - Tabla de la verdad 4.3 - Diagramas de estados 4.3.1 - Instrucción “goto” 4.3.2 - Instrucción “if_then_else_” 4.4 – Instrucción “when_then_else_”

2.

Contadores asíncronos
2.1 - Contador binario asíncrono. 2.2 - Contadorasíncrono de módulo arbitrario. 2.3 - Decodificación de contadores asíncronos. 2.4 - Contador asíncrono integrado 74_393.

3.

Contadores síncronos
3.1 - Contador binario síncrono 3.2 - Contador síncrono de módulo arbitrario 3.3 - Contadores síncronos integrados 74_190, 74_191

5.

Aplicaciones
5.1 - Reloj digital 5.2 - Frecuencímetro digital

6. Resumen Bibliografía

ANTONI ARIASPUJOL

Maig 2005

1

1. Introducción
1.1 - Definición de contador “Circuito secuencial cuyas salidas representan, mediante un determinado código, el número de impulsos que se han aplicado en la entrada del circuito, habitualmente denominada reloj”
– Se puede describir el funcionamiento de un contador a partir de su tabla de función o bien mediante el diagrama de estados.
Pulso de relojInicialización ↓ (1) ↓ (2) ↓ (3) ↓ (4) ↓ (5) ↓ (6) ↓ (7) ↓ (8) ↓ (9) ↓ (10) ↓ (11) Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0
0000 1010 0001

1001

0010

1000

0011

0111 0110 0101

0100

2

1. Introducción
1.2 - Parámetros principales
– Frecuencia máxima de los impulsos de entrada
• Determinará la velocidad máxima decontaje del circuito contador. • Depende de la tecnología

– Código de salida
• Binario natural, BCD... • Sentido de cuenta
– Ascendentes, descendentes, reversibles

– Modo de operación
• Asíncronos. • Síncronos.
– cambio de estado de los biestables es simultáneo y coincide con un flanco de la señal de reloj.

– Módulo o capacidad de contaje (M)
• Mayor número de impulsos que han deser contados por el sistema que coincide con el número de estados estable de salida. • N: número de biestables necesarios

2 N −1 < M ≤ 2 N
3

2. Contadores asíncronos
• Son aquellos en los que los impulsos que deben de ser contados tan solo se aplican a un primer biestable (T=1). El primer biestable conmutará de estado a partir de los flancos de entrada. Estos cambios de estado seránpropagados al resto de biestables del contador (rizado-ripple) 2.1 – Contador binario asíncrono
– M=2N. N=4. M=16. – Biestables tipo T=1. Flanco descendente de la señal de reloj. – Valor de la cuenta en binario natural y ascendente.
Vcc Vcc Vcc Vcc

J reloj CLK K CL

Q

J CLK

Q

J CLK

Q

J CLK

Q

Q Q0 (lsb)

K

CL

Q Q1

K

CL

Q Q2

K

CL

Q Q3 (msb)

4

2.Contadores asíncronos
– Q3 Q2 Q1 Q0 codifican el numero de flancos de bajada de la señal de reloj. Q0 es el bit menos significativo (lsb) y Q3 el más significativo (msb). – Divisor de frecuencia: Frecuencia de la señal Qi =
tclk = 1/fclk

f clk 2i +1
6 7

; siendo fclk la frecuencia de reloj.

Reloj Q0 Q1 Q2 Q3
0

1

2

3

4

5

8

9

10

11

12

13

14

15

161

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

5

2. Contadores asíncronos
• Limitación de la frecuenciamáxima de la señal de reloj
Reloj Q0 Q1 Q2 Q3
8
tclk min

• Asíncrono ⇒ acumulación del retardo de propagación. • Frecuencia máxima para asegurar que todos los biestables basculen
0

1

f clk max <

1

0

1 N × t pd max

N:

Número de biestables

1

0

t pd max = max t pd lh , t pd hl

{

}

tpd: Tiempo de retardo de propagación de un biestable

0 tpdhl tpdhl...