Liczniki

1. Wstęp

Licznik jest to układ sekwencyjny, służący do zliczania i pamiętania liczby impulsów podawanych na jego wejście zliczające. Oprócz takiego wejścia, licznik ma zazwyczaj wejście ustawiające jego stan na początkowy(czyli ustawienie wszystkich przerzutników z których zbudowany jest licznik na „0” logiczne). Liczniki mogą być asynchroniczne(wzbudzane przez zmianę wartości poprzedniego przerzutnika), lub synchroniczne(działaniem przerzutników steruje zegar). Maksymalna liczba stanów przerzutnika wynosi 2^n, gdzie n to liczba przerzutników z których zbudowany jest licznik. Każdy licznik można ograniczyć, aby liczył tylko do danej wartości, stosując odpowiednią kombinację bramki AND. Przy wykonywaniu zadań będziemy się posługiwać przerzutnikami typu JK, z dołączonymi wejściami sterującymi PreSet, oraz Clear.

2. Wykonanie ćwiczenia

• Pierwszym ćwiczeniem było wykonanie asynchronicznego licznika 4-bitowego(liczącego do 15).

Aby nasz licznik działał poprawnie musieliśmy wejścia PreSet i Clear ustawić na „1”, a potem przez to, że nasze przerzutniki działały na wschodzący sygnał, to aby licznik liczył do przodu musieliśmy korzystać z wyjścia ~Q.

• Kolejnym ćwiczeniem było wykonanie licznika synchronicznego 4-bitowego.

Licznik ten podobnie jak poprzedni, aby działał poprawnie, musiał mieć wejścia PreSet i Clear ustawione na „1”. Na pierwszym wejściu JK podajemy stale „1”, a liczenie następuje przez zmianę cyklu zegara. Aby ułatwić odczyt, jaką obecnie liczbę mamy ustawione, dodałem 7-segmentowy wyświetlacz. Niestety z powodu tego, że ma on tylko jedną pozycję, to nie możliwe jest, aby za pomocą jednego takiego wyświetlacza wyświetlić liczby większe od 9.

• Następnym ćwiczeniem było wykonanie asynchronicznego, a potem synchronicznego licznika BCD(czyli liczącego od 0 do 9).

Pierwszy schemat przedstawia licznik BCD asynchroniczny, natomiast drugi jest licznikiem synchronicznym. Niestety mimo iż obydwa były budowane zgodnie z instrukcją którą otrzymaliśmy na początku zajęć, licznik asynchroniczny nie liczył do mod10 tylko do mod8.

• Ostatnim zadaniem było wykonanie licznika liczącego do mod13

Licznik ten jest licznikiem asynchronicznym. Uzyskanie liczenia do mod13 zostało możliwe przez połączenie wyjść przerzutników stojących na pozycjach 1,3 i 4 za pomocą bramki AND, oraz wysłanie jej sygnału do wejścia zerującego.

3. Wnioski

Liczniki są prostymi układami pozwalającymi np. zliczać wykonane przez nas operację. Mogą one liczyć zarówno do przodu, jak i do tyłu. W zależności od tego ile przerzutników użyjemy, do budowy naszego licznika, to liczba do jakiej jesteśmy w stanie doliczyć rośnie. Przyrost ten jest szybki (dla 4 elementów liczymy do 15, ale dla 10 elementów liczymy już do 1023).

---