Contatori sincroni

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Un contatore sincrono è formato da più Flip Flop che condividono lo stesso clock. Le loro uscite quindi cambiano contemporaneamente (nota 1), a differenza di quanto avviene con i contatori asincroni.

L'immagine di apertura vorrebbe rappresentare (a destra) comportamenti tra di loro sincronizzati e (a sinistra) comportamenti non sincronizzati. Ammetto: non c'entra molto...

Attività 1

Il seguente schema mostra un contatore UP sincrono a quattro bit:

Contatore sincrono modulo 16

L'aspetto più rilevante di questo schema è il fatto che i clock di tutti i Flip Flop sono direttamente collegati tra di loro.

Disegnare con Deeds (o altro simulatore) lo schema proposto e verificare il corretto funzionamento. In particolare: quale è il modulo del contatore?
Utilizzando la modalità Timing Diagram, verificare che le quattro uscire commutano contemporaneamente (nota 1). In particolare confrontare le differenze rispetto ad un contatore asincrono. De seguito un dettaglio che mostra come tra il fronte di clock e la commutazione delle uscite Q ci sia un ritardo di circa 4-5 ns:

Analizzare il circuito, spiegando il suo funzionamento
Analizzare il seguente circuito, sempre relativo ad un contatore sincrono UP modulo 16:

Contatore sincrono modulo 16

Come è possibile aumentare il modulo del contatore? Può essere più semplice rispondere a questa domanda usando il secondo dei circuiti proposti

Contatori integrati

Un contatore integrato spesso presenta ingressi ed uscite aggiuntivi che attivano specifiche funzioni:

U/D per contare UP oppure DOWN
LD per iniziare (e/o terminare) il conteggio ad un valore diverso da zero (modulo diverso da una potenza di due)
Presenza di un Enable

Attività 2

Analizzare il funzionamento dei contatori sincroni presenti in Deeds e mostrati nella figura seguente:

In particolare:

Descrivere la funzione degli ingressi Enable e Up/Down
Verificare il comportamento sincrono di questi contatori
Da quanti Flip Flop saranno formati? Quale è il modulo di questi contatori?

Attività 3

[Avanzato] Descrivere la funzione di tutti gli ingressi e di tutte le uscite del contatore universale mostrato nello schema seguente. Potrebbe essere utile consultare la pagina www.digitalelectronicsdeeds...Lib/Index.htm. Si consiglia di scrivere una tabella di verità che mostra come i vari ingressi En, Et, U/D, LD, CL si comportano.

Attività 4

Analizzare i fogli tecnici del 74HC163.

Note

O quasi contemporaneamente: il passaggio da 1 a 0 dell'uscita dei FF presenti in Deeds richiede circa 1 ns in più rispetto al passaggio da 0 a 1. Tale tempo è inferiore al tipico tempo di propagazione di una porta logica, quindi trascurabile

Pagina creata nell'aprile 2023
Ultima modifica: 3 aprile 2023