Contatori asincroni

Contatore geiger

In fase di sviluppo Stesura preliminare In fase di sviluppo

In questa pagina descrivo cosa è un contatore binario asincrono.

Come indica il nome, si tratta di un circuito sequenziale le cui uscite contano, in binario, il numero di impulsi digitali presenti all'ingresso di clock. Internamente è formato da Flip Flop ed eventualmente porte logiche; generalmente è disponibile come un unico circuito integrato.

L'aggettivo asincrono (nota 3) deriva dal fatto che i clock dei vari Flip Flop non sono collegati allo stesso segnale e quindi, in un certo senso, non è presente un solo clock che sincronizza il funzionamento dell'intero circuito, ma tanti clock separati (nota 1).

L'immagine di apertura è un contatore geiger Hoffman 216-1, costruito intorno al 1950 e conservato al Museo nazionale della scienza e della tecnologia Leonardo da Vinci di Milano. Ovviamente non c'entra nulla con il contenuto di questa pagina, anche se si tratta di un oggetto fuori dal tempo che conta.

Il Flip Flop T

Con il termine FF T si indica la configurazione di un Flip Flop JK in cui i due ingressi J e K sono collegati insieme e quindi valgono o entrambi 0 o entrambi 1. Prima di proseguire è utile analizzare la tabella che mostra il funzionamento di un FF JK, in riferimento alle sole righe in cui J = K

Esercizio 1

Esaminare il seguente circuito e simularlo con un diagramma temporale.

In particolare è necessario rispondere alle seguenti domande:

Contatore up modulo 16

Lo schema di seguito riportato è relativo ad un contatore up (all'insù) modulo 16, cioè un circuito che conta in binario da 0 a 15.

Si notino in particolare i seguenti dettagli di uno schema dalla struttura ripetitiva:

Contatore asincrono modulo 16

Prima di proseguire è utile analizzare il circuito, simularlo con un diagramma temporale e rispondere alle seguenti domande:

Esercizio 2

Discutere il funzionamento del seguente contatore:

Contatore asincrono modulo 256

Si noti l'uso di un bus e di un display esadecimale, pur essendo la struttura null'altro che un'estensione di quando sopra descritto.

Analizzare il diagramma temporale, di seguito in parte rappresentato:

Diagramma temporale

Si osservi in particolare cosa succede alle uscite, per esempio confrontando quanto succede all'istante t = 12,9 µs con quanto succede all'istante t = 13,0 µs, di seguito mostrato (nota 4):

Ripple

Perché questi diversi comportamenti? (nota 2)

Esercizio 3

Analizzare i fogli tecnici del 74HC4040

Note

  1. L'aggettivo asincrono si applica a qualunque circuito sequenziale privo di un singolo clock
  2. Spesso, per questo motivo, i contatori sono chiama ripple counter
  3. Letteralmente: che non avviene contemporaneamente
  4. Usare la funzione zoom del simulatore


Pagina creata nel dicembre 2020. Ultima modifica: 3 dicembre 2020


Licenza "Creative Commons" - Attribuzione-Condividi allo stesso modo 3.0 Unported


Pagina principaleAccessibilitàNote legaliPosta elettronicaXHTML 1.0 StrictCSS 3

Vai in cima