Al igual que los registros de desplazamiento y otros circuitos combinatorios, hay otro elemento importante en la electrónica digital que más utilizamos. Ellos son contadores. Los contadores se usan no solo para contar, sino también para medir la frecuencia y el tiempo; incrementar las direcciones de memoria.
Los contadores son circuitos secuenciales sincrónicos especialmente diseñados, en los cuales, el estado del contador es igual al conteo retenido en el circuito por los flip flops. Los contadores calculan o anotan el número de veces que ocurrió un evento.
Los contadores son los componentes fundamentales del hardware y se definen como «El circuito digital que se usa para contar el número de pulsos». Los contadores son bien conocidos por nosotros como «temporizadores». Los circuitos de contador son el mejor ejemplo para las aplicaciones de flip-flop. Los contadores se diseñan agrupando flip flops y aplicando una sola señal de reloj a ellos. En palabras simples, los contadores son aquellos, que tienen el grupo de elementos de almacenamiento como flip flops para contener el conteo.
Los contadores tienen modos. El ‘mod’ del contador representa el número de estados de los ciclos a través de él, antes de establecer el contador a su estado inicial. Por ejemplo, un contador binario mod 8 tiene 8 estados contables. Son de 000 a 111. Entonces el contador de mod 8 cuenta de 0 a 7.
Un contador de mod 4 binario tiene 4 estados de conteo, de 000 a 011. Entonces el contador de mod 4 cuenta de 0 a 4 Esto significa que, en general, un contador mod N puede contener n número de flip flops, donde 2n = N.
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Necesidad de contadores
Contar significa incrementar o decrementar los valores de un operador, con respecto a su valor de estado anterior. Entonces para realizar la operación matemática no usamos ningún dispositivo que no sean contadores. No podemos realizar esta acción (contar) con ningún otro dispositivo lógico en lugar de contadores.
Tipos de contadores
Hay dos tipos de contadores disponibles para circuitos digitales, son
- Contadores sincrónicos
- Contadores asincrónicos
Diferentes tipos de contadores se explican a continuación.
Contadores síncronos
Los contadores que usan la señal del reloj para cambiar su transición se llaman «Contadores síncronos». Esto significa que los contadores síncronos dependen de su entrada de reloj para cambiar los valores de estado. Todos los flip flops en los contadores sincrónicos se activan con la misma señal de reloj.
Características:
- Su diseño es muy simple. Todas las flip-flops están interconectadas y serán impulsadas por la misma señal de reloj.
- La salida de estado del flip-flop anterior determina el cambio de estado del flip flop actual.
- Como todas las las chanclas funcionarán sincrónicamente, los contadores sincrónicos no requieren asentamiento.
- Necesitamos número de compuertas lógicas para implementar los contadores sincrónicos.
- Su operación es rápida.
Contadores asincrónicos
Definición: Los contadores en los que el cambio de transición no depende de la entrada de la señal de reloj se conocen como «contadores asíncronos». En estos contadores, el primer flip flop se conecta a la señal del reloj externo, y el resto se sincroniza con las salidas de estado (Q & amp; Q ‘) del flip flop anterior.
Características:
- Otro nombre para los contadores asincrónicos es «Contadores de rizado».
- Estos son de diseño muy simple.
- Como su diseño es simple, usan menos cantidad de puertas lógicas para construir un contador asincrónico.
- El funcionamiento de los contadores asincrónicos es muy lento en comparación con los contadores síncronos.
Contadores síncronos Vs asíncronos
Comparemos el funcionamiento y las funciones de los contadores síncronos y asíncronos. Sus diferencias se enumeran a continuación.
Contadores sincrónicos Contadores asincrónicos El retardo de propagación es muy bajo. El retardo de propagación es más alto que el de los contadores sincrónicos. Su frecuencia de funcionamiento es muy alta. La frecuencia máxima de operación es muy baja. Estos son más rápidos que los contadores de ondas. Estos son de operación lenta. Se requiere un gran número de puertas lógicas para diseñar el número mínimo de puertas lógicas requeridas. Alto costo. Bajo costo. Los circuitos sincrónicos son fáciles de diseñar. Complejos para el diseño. Paquetes lógicos estándar disponibles para síncrono. Para contadores asíncronos, los paquetes lógicos estándar no están disponibles.
Ejemplo práctico de contador
Utilizamos contadores en muchas aplicaciones. Siempre que encontramos el uso de temporizadores, usamos contadores de tipo síncrono.
- Por supuesto, en nuestros electrodomésticos de cocina, usamos hornos de microondas. En eso establecemos un poco de temperatura para calentar el alimento que se guarda en él. Internamente, el contador calcula el aumento o la disminución de la temperatura y el tiempo. Si alcanza la temperatura preestablecida, entonces evita que la comida se caliente y estropee más.
- Lavadoras: También usamos los mostradores en las lavadoras. De forma similar a la operación de conteo en el horno de microondas, el contador en la lavadora cuenta el tiempo que lo configuramos para operar.
- Tanto en el horno de microondas como en la lavadora, configuramos el dispositivo a una hora determinada y comienza disminuyendo por cada segundo. Cuando el valor del contador se vuelve cero, activa el interruptor ON/OFF. Por lo tanto, el funcionamiento del dispositivo está controlado por contadores.
Algunas otras aplicaciones de los contadores: para calcular el número de personas que entran y salen de un estadio o auditorio que utilizamos, contadores en la puerta de entrada o puerta. Estos contadores contarán las personas. Para la entrada de cada persona, el valor del contador aumenta en 1. De la misma manera, por cada abandono de cada persona, el valor del contador disminuye en 1.
Aplicaciones de contadores
Counter encontró sus aplicaciones en muchos dispositivos electrónicos digitales. Algunas de sus aplicaciones se enumeran a continuación.
- Contadores de frecuencia
- Relojes digitales
- Convertidores analógico a digital.
- Con algunos cambios en su diseño, los contadores pueden usarse como circuitos divisores de frecuencia. El circuito divisor de frecuencia es aquel que divide la frecuencia de entrada exactamente por ‘2’.
- Medida de tiempo. Eso significa calcular el tiempo en temporizadores como dispositivos electrónicos como hornos y lavadoras.
- Podemos diseñar un generador digital de ondas triangulares mediante el uso de contadores.
Hay muchos otros tipos de contadores en lugar de contadores sincrónicos y asíncronos, como contador de Decade, contador binario, contador de anillo, contador de Johnson, contador de Up/Down, etc., que discutiremos sobre ellos en nuestras próximas sesiones.