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Aufbau [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Asynchroner 4-Bit-Vorwärtszähler aus T-Flipflops Ein Asynchronzähler kann aus T-Flipflops aufgebaut sein wie beispielsweise in nebenstehender Schaltung. Ein T-Flipflop ändert seinen Ausgangszustand gegenüber dem aktuellen Zustand genau dann, wenn eine aktive Flanke an seinem Eingang auftritt. Die Schaltung ist für Flipflops gezeichnet, die auf fallende Taktflanke reagieren, d. h. jedes Flipflop ist negativ flankengetriggert. Counter - Strukturelle 4 bit-ring-Zähler mit D-flip-flop. VHDL / GHDL. Zu allen anderen Zeiten behält es den aktuellen Ausgangszustand bei. Im Asynchronzähler ist der Eingang des ersten Flipflops mit dem Signal des zu zählenden Ereignisses verbunden. Wenn in diesem Signal die für das Flipflop aktive Flanke auftritt, wechselt am Ausgang Q 0 der Pegel, also von Low nach High oder von High nach Low. Nach jeweils zwei aktiven Flanken am Eingang entsteht eine gleichgerichtete Flanke am Ausgang. Für jedes Flipflop ist die Anzahl der Pegelwechsel am Ausgang im Verhältnis 2:1 kleiner als am Eingang.
Ein in Reihe geschaltetes Flipflop liefert dann den Sekundentakt. Selten wurden in hochwertigen Uhren 4, 19 MHz Quarze verwendet. Hier kann mit dem CMOS-IC CD 4521, einem 18- bis 24-stufigen Teiler direkt auf den 1 Hz Sekundentakt geteilt werden (2^22 = 4, 19 MHz). Synchrone Frequenzteiler Alle synchron getakteten Dualzähler lassen sich als Frequenzteiler mit festem 2 n -Teilerverhältnis nutzen. Mit geeigneten Zusatzschaltungen und durch zum Teil getrennte Ansteuerungen der J-K-Eingänge einzelner Speicher-FF sind auch andere Teilerverhältnisse einstellbar. Synchrone Frequenzteiler arbeiten fehlerfrei auch bei sehr hohen Taktfrequenzen, da sich die Signallaufzeiten entlang der Zählerstufen nicht addieren. Die synchronen Dual- und BCD-Teiler erklären sich aus den Zeitablaufdiagrammen der entsprechenden Zählerschaltungen. D flip flop zähler 2. Synchroner 3:1 Teiler Das folgende Bild zeigt 3:1 Synchronteiler, links mit JK-MS-FF und rechts mit D-FF aufgebaut. Das Zeitablaufdiagramm des mit D-FF aufgebauten Synchronteilers wäre identisch, aber um einen halben Eingangstakt nach rechts verschoben.
Titelseite Synchronzähler D-Flipflop Vorwärtszähler Umschaltbar beliebige Zählfolge JK-Flipflop umschaltbare Zählfolge T Flipflop Umwandlung D-JK Beispiel 1 Beispiel 2 Blockschaltbild Kaskadieren Umkodierung Aufgaben Exkurs: Anwendungen Einleitung [ Bearbeiten] Um eine andere Zählfolge zu erreichen, können wir einfach die Eingangslogik anpassen und mit dieser angepassten Logik dann den Zähler realisieren. In diesem Kapitel wird anhand eines Beispieles das systematische Vorgehen gezeigt. Zähler (asynchron synchron BCD Dual vorwärts rückwärts). Aufgabe [ Bearbeiten] Es soll ein synchroner Zähler mit D-Flipflops realisiert werden, der folgende Zahlen ausgibt: 2 12 8 3 6 7 0 nach der letzten Zahl wieder von vorne beginnen Binäre Darstellung der Zahlenfolge [ Bearbeiten] In einem ersten Schritt stellen wir die Zahlenfolge in der Zählreihenfolge Binär dar: dez 2 0 1 12 8 3 6 7 Dieser Teil der Tabelle stellt den Eingang unsere Logik dar. Bestimmen der Ausgangswerte [ Bearbeiten] Da unsere Logik einen Eingang hat, hat sie logischerweise auch einen Ausgang.
Da wir vor dem R-S Flipflop noch ein Nicht-Gatter haben, ist R der negierte Wert von S. Des Weiteren haben wir einen Takteingang C. D-Flipflop vs. RS-Flipflop im Video zur Stelle im Video springen (00:57) Was ist nun der Unterschied zum RS-Flipflop? Beim RS-Flipflop gibt es einen "nicht speicherbaren" oder auch "verbotenen" Zustand. Dieser existiert beim D-Flipflop nicht. R und S können durch die Konstruktion nie den gleichen Wert annehmen. Das heißt die Eingangskombinationen 11 und 00 kommen beim D-Flipflop nicht vor. Schaltsymbol D-Flipflop und D-Flipflop Wahrheitstabelle im Video zur Stelle im Video springen (01:20) In der folgenden Grafik siehst du das Schaltsymbol des D-Flipflops. Wir haben zwei Eingänge, den Setzeingang D und den Takteingang C, aus dem englischen "Clock". 3-Bit Synchronzähler D-Flipflop » Zähler und Frequenzteiler. Außerdem gibt es zwei Ausgänge Q und nicht Q. Betrachten wir einmal die Wahrheitstabelle des D-Flipflops: Haben wir bei dem Takteingang ein HIGH, also eine 1, wird der Dateneingang D betrachtet. Ist D 1, ist auch Q eins, dies wird als Setzvorgang bezeichnet.
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