العدادات عبارة عن دوائر متسلسلة وظيفتها حساب نبض وتكرار ووقت الإشارة باستخدام إشارة ساعة واحدة. إنه عنصر مهم في الالكترونيات الرقمية حيث تعمل الأجهزة الإلكترونية بالكامل على العدادات. تم تصميمها عن طريق تجميع مجموعة (متشابهة أو مختلفة) من flipflops. تعمل العدادات في أنماط مختلفة من الوحدات ، والتي يتم تمثيلها بعدد حالات الدورة. هناك نوعان من عدادات ، فهي عداد متزامن وغير متزامن. يعمل العداد المتزامن بناءً على إشارة ساعة الإدخال ويكون العداد غير المتزامن مستقلاً عن إشارة ساعة الإدخال. العداد المتزامن هو ملف سجل التحول العداد الذي يصنف أيضًا على أنه عداد دائري من النوع الدائري والنوع الملتوي.
ما هو Ring Counter؟
تعريف: يُعرف عداد الحلقة أيضًا باسم SISO ( مسلسل في المسلسل ) عداد سجل التحول ، حيث يتم توصيل خرج flip flop بمدخل flip flop الذي يعمل بمثابة عداد دائري. يمكن تصميم العداد الدائري باستخدام أربعة D- فليب يتخبط مع إشارة ساعة مشتركة وإدخال تجاوز يمكن توصيله بالضبط المسبق والوضوح.
مخطط كتلة من حلقة عداد
من الرسم البياني أعلاه ،
1). عدد الحالات المستخدمة هو 4 (حيث لا توجد حالات = لا تستخدم شبشب).
2). ضبط مسبق أو مسح: الوظيفة الرئيسية لهذا هي إذا تغيرت إشارة ساعة الإدخال ثم تتغير قيمة الإخراج أيضًا.
الاتصالات مصنوعة على النحو التالي
- مدخل واحد متصل بأول فليب فلوب ff0-Q0 ،
- يتم توصيل مُدخل آخر بـ CLR للأشواط الثلاثة الأخرى مثل ff1 ، ff2 ، ff3.
نظرية العمل
على سبيل المثال ، دعنا نأخذ شرطًا يكون فيه الإعداد المسبق = '0000' ثم تكون المخرجات التي تم الحصول عليها عند كل فليب على النحو التالي. بالنسبة إلى FF0 ، يكون الناتج عند Q0 هو '1' ، بينما في flipflops الأخرى مثل ff ، ff2 ، ff3 (التي ترتبط بمسح حيث CLR = 0) المخرجات التي تم الحصول عليها في Q1 = Q2 = Q3 = '0. يمكن فهم ذلك من خلال اتباع جدول الحقيقة وأشكال الموجات الناتجة التي تم الحصول عليها عند تنفيذها باستخدام كود Verilog HDL بتنسيق برنامج Xilinx.
جدول الحقيقة
أو | CLK | س 0 | س 1 | س 2 | Q3 |
نبض منخفض | X | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
أين
المدخلات = ORI و CLK
X = يمكن أن تكون الساعة إما حافة موجبة أو حافة سلبية
النواتج = Q0، Q1، Q2، Q3.
من الجدول ، يمكننا أن نلاحظ أن '1' قد تحول قطريًا من Q0 إلى Q3 ومرة أخرى سوف يتحول إلى 'Q0'. هذا يدل على أنه يعمل مثل عداد الحلقة.
برنامج فيريلوج HDL للعداد الدائري
وحدة dff (ف ، د ، ج)
الإخراج ف
المدخلات د ، ج
ريج ف
مبدئي
ف = 1’b1
دائما @ (posedge c)
ف = د
وحدة النهاية
الوحدة النمطية dff1 (ف ، د ، clk)
الإخراج ف
الإدخال د ، clk
ريج ف
مبدئي
ف = 1’b0
دائما @ (posedge clk)
ف = د
الوحدة النهائية
حلقة الوحدة (q ، clk)
مدخل [3: 0] ف
إدخال clk
dff u1 (q [0] ، q [3] ، clk)
dff1 u2 (q [1] ، q [0] ، clk)
dff1 u3 (q [2] ، q [1] ، clk)
dff1 u4 (q [3] ، q [2] ، clk)
وحدة النهاية
توقيت الرسم البياني للعداد الدائري
يتم عرض مخطط التوقيت للعداد الدائري أدناه.
توقيت الرسم البياني للعداد الدائري
تصنيف العدادات الحلقية
يتم تصنيف عدادات الحلقة إلى قسمين ،
نوع مستقيم
الاسم البديل للنوع المستقيم هو 'عداد ساخن واحد' ، حيث يتم إعطاء ناتج نهاية الوجه المتأرجح كرد فعل لمدخلات بدء التقليب. حيث يتم تداول الرقم الثنائي 0/1 في شكل حلقة. يتم استخدام إشارتين من إشارات التحكم مسبق الضبط (PR) وإشارة الساعة (CLK). حيث يتم توصيل PR بـ FF 0 وتعطى CLR إلى FF3. فيما يلي رسم تخطيطي للعداد الدائري المستقيم المكون من 4 مراحل.
عداد الحلقة المستقيمة
جدول الحقيقة من عداد نوع الحلقة المستقيمة
جدول الحقيقة من النوع المستقيم
مخطط توقيت النوع المستقيم
توقيت الرسم البياني من النوع المستقيم
نوع ملتوي
الاسم البديل للنوع الملتوي هو عداد تبديل الذيل / المشي / نوع جونسون. الناتج المكمل من نهاية الوجه هو التغذية الراجعة لمدخلات بدء الوجه بالتخبط. حيث يتدفق تيار 1 و 0 في شكل حلقة. يستخدم العداد الملتوي إشارتين للتحكم مثل CLK و ORI. حيث يكون CLK و ORI شائعين في جميع النعال الأربعة. ما يلي هو مخطط كتلة من 4 مراحل من عداد الحلقة الملتوية.
جدول الحقيقة من النوع الملتوي
أو | CLK | س 0 | س 1 | س 2 | Q3 |
نبض منخفض | X | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
توقيت الرسم التخطيطي للنوع الملتوي
يظهر أدناه مخطط التوقيت للنوع الملتوي.
توقيت مخطط من نوع جونسون
الفرق بين عداد نوع الحلقة وعداد نوع جونسون
فيما يلي المقارنة بين العداد الدائري وعداد جونسون
عداد الحلقة | جونسون عداد |
| يتم إعطاء إخراج آخر flipflop كمدخل لبدء flip flop. | يتم استكمال إخراج آخر فليب فليب وإعطاؤه كمدخل لبدء فليب فليب. |
| عدد الحالات = عدد النعال المستخدمة | إذا تم استخدام عدد 'n' من flip flops ، فسيكون عدد الحالات '2n' مطلوبًا. |
| إدخال تكرر = ن | تردد الإدخال = f |
| تردد الإخراج = f / n | تردد الإخراج = f / 2n |
| إجمالي الحالات غير المستخدمة = (2ن- ن) | إجمالي الحالات غير المستخدمة = (2ن– 2n) |
مزايا
الإيجابيات
سلبيات
العيوب
- من أصل 15 ولاية ، يتم استخدام 4 ولايات
- عدم البدء الذاتي.
التطبيقات
فيما يلي التطبيقات
- تردد مضادة
- ADC
- الساعات الرقمية
- قياس الموقتات والمعدل ، إلخ.
الأسئلة الشائعة
1). كم عدد الدول الموجودة في عداد الحلقة 10 بت؟
يتم استخدام 10 حالات في عداد الحلقة 10 بت.
2). ما هو العداد غير المتزامن؟
يعمل العداد غير المتزامن بشكل غير متزامن وهو مستقل عن نبض الساعة. لديها 2n - 1 الدول.
3). ما هو تعديل العداد؟
اسم آخر لعداد mod هو عداد المعامل. يتم تعريفه على أنه عدد الحالات في العداد.
4). ماذا تقصد بعداد جونسون؟
يعد عداد جونسون نوعًا واحدًا من العدادات الحلقية ، حيث يتم استكمال إخراج آخر فليب فليب وتلقي ردود الفعل على مدخلات أول فليب فليب. عدد الحالات المستخدمة هو 2n.
5). ما هو قسمة على عداد N؟
مقسومًا على عداد N يعني تقسيم تردد ساعة الإدخال بواسطة N.
6). ماذا تقصد بسجل المناوبة SISO؟
سجل SISOshift عبارة عن سجل تسلسلي داخلي خارج السجل ، حيث تتم معالجة بيانات الإدخال وبيانات الإخراج بشكل تسلسلي واحدًا تلو الآخر ويتم تخزين النتيجة في السجل.
هكذا، عداد هو مكون مهم للإلكترونات الرقمية. يتم تصنيفها على أنها عدادات متزامنة (من النوع الدائري والنوع الملتوي) وغير متزامنة. وبالتالي ، هذه نظرة عامة على عداد الحلقة الذي يستخدم إشارتين للتحكم ، الساعة والإعداد المسبق. بناءً على هذه الإشارات ، تعمل في شكل حلقة ومن ثم يطلق عليها عداد الحلقة ، ويتم تصنيفها أيضًا على أنها نوع مستقيم وملتوي. حيث يكون لكل عداد تصميمه ومزاياه وعيوبه.
