Registru și numărătoare

1. NUMĂRĂTOARE

1.1 Noţiuni introductive

Un numărător este un circuit electronic care numără impulsurile aplicate la

intrarea sa. Aceste circuite pot fi clasificate după mai multe criterii.

- după modul în care îşi modifică conţinutul există:

- numărătoare directe caracterizate prin faptul că îşi cresc conţinutul cu câte

o unitate la fiecare impuls aplicat la intrare;

- numărătoare inverse la care conţinutul scade cu câte o unitate la fiecare

impuls aplicat la intrare;

- numărătoare reversibile care numără în sens direct sau invers în funcţie de

o comandă aplicată din exterior.

- după modul de funcţionare există:

- numărătoare asincrone, un astfel de numărător se caracterizează prin faptul

că celulele binare din care este constituit numărătorul nu comută simultan

sub acţiunea unui impuls de tact comun aplicat tuturor celulelor;

- numărătoare sincrone, în cazul unui astfel de numărător toate celulele

binare din care este constituit numărătorul comută simultan sub acţiunea

unui impuls de tact aplicat tuturor celulelor.

1.2 Numărătoare binare asincrone

1.2.1 Numărător binar asincron direct

Numărătoarele se realizează cu celule binare de tip T şi se bazează pe proprietatea

acestora de a divide cu doi tranziţiile active (1→ 0) aplicate la intrare.

Prin interconectarea mai multor celule de tip T în care legăm ieşirea Qi a uneia de

intrarea de tact a următoarei (CKi+1), obţinem schema unui numărător binar asincron

direct (fig. 1.1).

Din examinarea diagramelor temporale care însoţesc schema numărătorului

observăm că prima celulă binară basculează la fiecare impuls aplicat la intrare, a doua

din două în două (pe ieşirea Q1 apare o tranziţie 1→ 0 o dată la două impulsuri aplicate

la intrare), a treia din patru în patru impulsuri aplicate la intrare etc.

Dacă numerotăm impulsurile de la intrare (de fapt tranziţiile 1→ 0) observăm că

din examinarea stărilor logice ale ieşirilor celulelor care formează numărătorul putem

deduce numărul (Nx) de impulsuri care a fost aplicat la intrare, conform următoarei

relaţii:

Nx=Q2•22+Q1•21+Q0•20

Fig. 1.1. Numărător binar asincron direct, a) schema; b) forme

de undă care ilustrează funcţionarea

Numărătorul reprezentat în fig. 1.1 este format din 3 celule binare, în consecinţă

va avea 23 = 8 stări distincte.

Citirea stărilor numărătorului poate fi făcută direct în binar prin examinarea

stărilor logice ale ieşirilor Q0, Q1 şi Q2 sau în zecimal dacă ataşăm numărătorului binar

un decodor binar-zecimal (fig. 6.2).

Pe exemplul din figura 1.2 vom ilustra utilitatea intrării STROBE asociată

decodificătoarelor. Dacă redesenăm formele de undă din figura 1.1b ţinând cont de

timpii de propagare observăm că, de exemplu, pe ieşirea porţii P0 pot apare impulsuri şi

în afara situaţiei când avem Q0 = Q1 = 1→ 0 o dată la două impulsuri parazite vor

reprezenta erori de decodare.

Eliminarea acestora se poate face dacă citim stările numărătorului cu un impuls

scurt (STROBE) aplicat între două tranziţii active ale impulsurilor de la intrare.

În mod normal impulsul STROBE va fi 0 logic făcând ca toate ieşirile

decodoru1ui să fie în 0 logic. După un interval de timp τ, convenabil ales care să

acopere intervalul de timp pe care pot apărea impulsurile parazite (se va avea în vedere

şi faptul că timpii de propagare se cumulează de 1a un bistabil la altul), impulsul

STROBE trece în starea 1, permiţând astfel citirea stărilor numărătorului. Impulsul

STROBE trebuie să revină în 0 înaintea unui nou front activ aplicat pe intrare (fig. 1.3).