ㅏ 카운터 특정 이벤트나 프로세스가 발생한 횟수를 클록 신호와 관련하여 저장(때때로 표시)하는 장치입니다. 카운터는 계산 목적으로 디지털 전자 장치에 사용되며 회로에서 발생하는 특정 이벤트를 계산할 수 있습니다. 예를 들어, UP 카운터에서 카운터는 클럭의 모든 상승 에지마다 카운트를 증가시킵니다. 숫자를 세는 것뿐만 아니라, 카운터는 임의의 순서 0,1,3,2…와 같이 우리의 설계를 기반으로 특정 순서를 따를 수 있습니다. 플립플롭의 도움으로 설계할 수도 있습니다. 주어진 펄스 파형의 주파수를 나누는 주파수 분배기로 사용됩니다. 카운터는 펄스 수를 이진 코드 또는 BCD 형식으로 계산하는 순차 회로입니다. 카운터의 주요 속성은 timing , sequencing 및 counting 입니다. 카운터는 두 가지 모드로 작동합니다.

업 카운터

다운 카운터

카운터 분류

카운터는 크게 두 가지로 분류됩니다.

1. 비동기 카운터
2. 동기 카운터

1. 비동기 카운터

비동기 카운터에서는 범용 클럭을 사용하지 않고 첫 번째 플립플롭만 메인 클럭에 의해 구동되고 나머지 플립플롭의 클럭 입력은 이전 플립플롭의 출력에 의해 구동됩니다. 다음 다이어그램을 통해 이해할 수 있습니다.

타이밍 다이어그램에서 클럭 펄스의 상승 에지가 발생하자마자 Q0이 변경되고, Q0의 상승 에지가 발생하면 Q1이 변경된다는 것이 분명합니다(Q0은 두 번째 플립플롭의 클럭 펄스와 같기 때문입니다). 이런 식으로 Q0,Q1,Q2,Q3을 통해 잔물결이 생성되므로 이를라고도 합니다. RIPPLE 카운터 및 직렬 카운터. 리플 카운터는 한 플립플롭의 출력이 다음 플립플롭의 클럭 입력을 구동하는 계단식 플립플롭 배열입니다.

2. 동기 카운터

비동기식 카운터와 달리 동기식 카운터에는 각 플립플롭을 구동하는 하나의 글로벌 클록이 있으므로 출력이 병렬로 변경됩니다. 비동기식 카운터에 비해 동기식 카운터의 한 가지 장점은 각 플립플롭에 동일한 클럭이 제공되므로 누적 지연이 없으므로 비동기식 카운터보다 더 높은 주파수에서 작동할 수 있다는 것입니다. 병렬 카운터라고도 합니다.

동기 카운터 회로

타이밍 다이어그램 동기 카운터

회로도에서 우리는 Q0 비트가 클록의 각 하강 에지에 응답을 제공하는 반면 Q1은 Q0에 의존하고, Q2는 Q1 및 Q0에 의존하고, Q3은 Q2,Q1 및 Q0에 의존한다는 것을 알 수 있습니다.

디케이드 카운터

10년 카운터는 10개의 다른 상태를 계산한 다음 초기 상태로 재설정합니다. 간단한 10진 카운터는 0부터 9까지 계산되지만 0부터 15까지(4비트 카운터의 경우) 10가지 상태를 통과할 수 있는 10진 카운터를 만들 수도 있습니다.

간단한 10년 카운터의 진리표

디케이드 카운터 회로도

회로도에서 Q3과 Q1에 낸드 게이트를 사용하고 이를 입력 라인 지우기에 공급했다는 것을 알 수 있습니다. 왜냐하면 10의 이진 표현은 다음과 같습니다.

1010

여기서 Q3과 Q1은 1입니다. 입력을 지우기 위해 이 두 비트의 NAND를 제공하면 카운터는 10에서 지워지고 처음부터 다시 시작됩니다.

중요한 점 : 카운터에 사용되는 플립플롭의 수는 항상 ( 통나무₂N ) 여기서 n=카운터의 상태 수입니다.

지난 몇 년간 카운터에 대한 게이트 질문

Q1. 아래와 같이 0-2-3-1-0 시퀀스를 따르는 T 플립플롭을 사용하는 2비트 카운터의 부분 구현을 고려해보세요.

회로를 완성하려면 입력 X는 다음과 같아야 합니다.

(답) Q2?
(B) Q2 + Q1
(C) (Q1 ? Q2)'
(라) Q1? 2분기 (GATE-CS-2004)

해결책:

우리가 보는 회로에서

T1=XQ1'+X'Q1—-(1)

그리고

T2=(Q2 ? Q1)'—-(2)

원하는 출력은 00->10->11->01->00입니다.

그래서 X는되어야한다 Q1Q2'+Q1'Q2 1과 2를 만족함.

SO ANS는 (D) 부분입니다.

Q2. 4비트 이진 카운터의 제어 신호 기능은 다음과 같습니다(여기서 X는 상관 없음).
카운터는 다음과 같이 연결됩니다.

카운터 및 게이트 지연은 무시할 수 있다고 가정합니다. 카운터가 0에서 시작하면 다음 순서로 순환됩니다.

(아) 0,3,4

(비) 0,3,4,5

(C) 0,1,2,3,4

(디) 0,1,2,3,4,5 (GATE-CS-2007)

해결책:

초기에는 A1 A2 A3 A4 =0000

Clr=A1 및 A3

따라서 A1과 A3가 모두 1이면 다시 0000으로 이동합니다.

따라서 0000(초기화) -> 0001(A1 및 A3=0) -> 0010 (A1 및 A3=0) -> 0011(A1 및 A3=0) -> 0100 ( A1과 A3=1 )[ 클리어 조건 만족] ->0000(init.) 이므로 0->1->2->3->4 를 거치게 됩니다.

Ans는 (C) 부분입니다.

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