Qué es un contador de anillos: funcionamiento, clasificación y aplicaciones

Los contadores son circuitos secuenciales cuya función es contar la señal de pulso, frecuencia y tiempo utilizando una sola señal de reloj. Es un componente importante de la electrónica digital ya que todos los dispositivos electrónicos funcionan con medidores. Se diseñan agrupando un conjunto (similar o diferente) de chanclas. Los contadores operan en diferentes modos de módulo, que están representados por el número de estados de ciclo. Hay dos tipos de contadores, son contadores síncronos y asíncronos. El contador síncrono funciona en función de la señal de reloj de entrada y el contador asíncrono es independiente de la señal de reloj de entrada. El contador síncrono es un contador de registro de desplazamiento que se clasifica además como contador de anillo de tipo de anillo y tipo de giro.

¿Qué es el Contador de Anillos?

Definición: Un contador de anillo también se conoce como contador de registro de desplazamiento SISO (serial in serial out), donde la salida del flip-flop está conectada a la entrada del flip-flop que actúa como un contador de anillo. El diseño del contador de anillo se puede hacer usando cuatro D-Flip Flops con una señal de reloj común y se puede conectar una entrada de prioridad para preestablecer y borrar.

diagrama-de-bloques-del-anillo-contador

Del diagrama de arriba,

1). El número de estados utilizados es 4 (donde ningún estado = no se utilizan flip-flops).

2). Preset o Clear: La función principal de esto es que si la señal del reloj de entrada cambia, el valor de salida también cambia.

Las conexiones se hacen de la siguiente manera

• Una entrada está conectada al primer flip-flop ff0-Q0,
• Otra entrada está conectada al CLR de los otros tres flip-flops como ff1, ff2, ff3.

Teoría de trabajo

Por ejemplo, tomemos una condición donde preestablecido = '0000', entonces las salidas obtenidas en cada flip-flop son las siguientes. Para FF0 la salida en Q0 es '1', mientras que en otros flip-flops como ff, ff2, ff3 (que están conectados para borrar donde CLR=0) las salidas se obtienen en Q1=Q2=Q3='0′. Esto se puede entender siguiendo la tabla de verdad y sus formas de onda de salida obtenidas cuando se ejecuta usando el código Verilog HDL en el software Xilinx.

Mesa de la verdad

O YO	CLK	Q0	Q1	Q2	Q3
pulso bajo	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

Dónde

Entradas = ORI y CLK

X = El reloj puede ser un flanco positivo o un flanco negativo

Salidas = Q0, Q1, Q2, Q3.

De la tabla podemos observar que '1' se desplaza diagonalmente de Q0 a Q3 y volverá a 'Q0' nuevamente. Así que esto muestra que funciona como un contador de tonos de llamada.

Programa Verilog HDL para contador de timbres

módulo dff(q,d,c);
salida q;
entrada cc;
registro;
inicial
q=1'b1;
siempre @ (posege c)
q=d;
módulo final

módulo dff1(q,d,clk);
salida q;
entrada d, clk;
registro;
inicial
q=1'b0;
siempre @ (posege clk)
q=d;
módulo final

módulo de anillo (q, clk);
En fuera [3:0]q;
entrada clk;
df u1(q[0]q[3]clc);
dff1 u2(q[1]q[0]clc);
dff1 u3(q[2]q[1]clc);
dff1 u4(q[3]q[2]clc);
módulo final

Diagrama de tiempo del contador de anillo

El diagrama de temporización del contador de anillos se muestra a continuación.

Clasificación de contadores de anillos.

Los contadores de anillos se clasifican en dos, son,

tipo recto

El nombre alternativo para un tipo directo es "un contador activo", donde la salida del flip-flop final se retroalimenta a la entrada del flip-flop inicial. Donde el dígito binario 0/1 se transmite como un anillo. Se utilizan dos señales de control predefinidas (PR) y la señal de reloj (CLK). Donde PR está conectado a FF 0 y CLR se da a FF3. El siguiente es el diagrama de bloques de un contador de anillo recto de 4 etapas.

Tabla de verdad de contador tipo anillo recto

Diagrama de tiempo de tipo recto

tipo de giro

El nombre alternativo para el tipo trenzado es interruptor/paso/medidor tipo cola Johnson. La salida complementada del flip-flop final se retroalimenta a la entrada del flip-flop inicial. Donde la corriente de 1s y 0s fluye en un anillo. El contador tipo giro utiliza dos señales de control como CLK y ORI. Donde CLK y ORI son comunes a los cuatro flip-flops. El siguiente es el diagrama de bloques de un contador tipo anillo trenzado de 4 etapas.

Tabla de verdad de tipo torcido

O YO	CLK	Q0	Q1	Q2	Q3
pulso bajo	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

Diagrama de tiempo de tipo torcido

El diagrama de temporización del tipo de torsión se muestra a continuación.

Diferencia entre el medidor tipo anillo y el medidor tipo Johnson

Aquí está la comparación entre el contador de anillo y el contador de Johnson

Contador de anillos	contador johnson
La salida del último flip-flop se da como entrada al flip-flop inicial.	La salida del último flip-flop se completa y se da como entrada al flip-flop inicial.
Número de estados = Número de flip-flops utilizados	Si se utiliza un número "n" de flip-flops, se requiere un número "2n" de estados.
Frecuencia de entrada = n	Frecuencia de entrada = f
Frecuencia de salida = f/n	Frecuencia de salida = f/2n
Total de estados no utilizados = ( 2no - no)	Total de estados no utilizados = ( 2no – 2n)

Ventajas

Las ventajas son

• Puede codificar y decodificar lógicas.
• La implementación se puede hacer usando flip-flops JK y D

Desventajas

Las desventajas son

• De 15 estados, se utilizan 4 estados
• Sin autocomienzo.

Aplicaciones

Aquí están las aplicaciones

preguntas frecuentes

1). ¿Cuántos estados hay en el contador de anillo de 10 bits?

Se utilizan 10 estados en el contador de anillo de 10 bits.

2). ¿Qué es el contador asíncrono?

Un contador asíncrono funciona de forma asíncrona, es decir, es independiente del pulso del reloj. Tiene 2n – 1 estados.

3). ¿Qué es un módulo contador?

Otro nombre para un contador de mods es contador de mods. Se define como el número de estados en un contador.

4). ¿Qué quieres decir con el contador de Johnson?

El contador de Johnson es un tipo de contador de anillo, donde la salida del último flip-flop se complementa y retroalimenta a la entrada del primer flip-flop. El número de estados utilizados es 2n.

5). ¿Qué es un contador de división por N?

Contador dividido por N significa la división de la frecuencia del reloj de entrada por N.

6). ¿Qué quiere decir con registro de desplazamiento SISO?

Un registro SISOshift es un registro de serie a serie, donde los datos de entrada y los datos de salida se procesan en serie uno tras otro y el resultado se almacena en el registro.

De este modo, un contador es un componente importante de los electrones digitales. Se clasifican en contadores síncronos (tipo anillo y tipo trenzado) y asíncronos. Entonces, esta es una descripción general de un contador de timbre que usa dos señales de control, reloj y preajuste. Basados ​​en estas señales, operan en un formato de anillo, de ahí el nombre de contador de anillo. Se clasifican además en tipo recto y torcido. Donde cada contador tiene su propio diseño, ventajas y desventajas.