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1 Zähler von Duong Tu Minh Betreuer: Michael Schlüter Gliederung: 1.Motivation 2.Zählbetriebe 2.1.Asynchron 2.2.Synchron 3.Typen von Zähler 3.1.Dualzähler.

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1 1 Zähler von Duong Tu Minh Betreuer: Michael Schlüter Gliederung: 1.Motivation 2.Zählbetriebe 2.1.Asynchron 2.2.Synchron 3.Typen von Zähler 3.1.Dualzähler 3.2.BCD – Zähler 4.Quellen

2 2 1.Motivation Was ist ein Zähler ? Wozu braucht man einen Zähler ? Welche Typen von Zähler gibt es ? ● Addieren und Subtrahieren einer fortlaufenden 1 ● Eine wichtige Gruppe von Schaltwerken ● Dualzähler ● BCD – Zähler (BCD =Binär codierte Dezimalziffer) Duong Tu Minh

3 3 2.Zählbetriebe 2.1.Asynchron ● kein gemeinsamer Takt ● Schalten eines Flip-Flops in Abhängigkeit der Signallaufzeit bzw. Schaltzeit des vorherigen Flip-Flops ● Störung bzw. Fehler bei längeren Laufzeit des Zählimpulses ● aufgebaut mit T-FF, JK-FF oder RS-FF Quelle:www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/ htm am www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/ htm Duong Tu Minh

4 4 2.Zählbetriebe 2.1.Asynchron 2.2. Synchron ● Steuerung mit einem gemeinsamen Takt ● aufgebaut mit JK-Master-Slave-FF Quelle:www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/ htm am www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/ htm Duong Tu Minh J C K J C K Q1Q1 Q2Q2 Zähltakt

5 5 3.Typen von Zähler 3.1.Dualzähler Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 683) Duong Tu Minh z3 (2³)z2 (2²) z1 (2)z0 (1) Z CLK z0 z1 z2 z3 Abb.: Zustandstabelle eines Dualzählers Abb.: Zeitlicher Verlauf der Ausgangszustände eines dualen Vorwärtszählers

6 6 3.Arten von Zähler 3.1.Dualzähler Zwei Gesetzmäßigkeit der Dualdarstellung: 1.Eine Ausgangsvariable z i ändert dann ihren Wert, wenn die nächst niedrigere Variable z i-1 von 1 auf 0 geht. 2.Eine Ausgangsvariable z i ändert immer dann ihren Wert, wenn alle niedrigere Variable z i z 0 den Wert 1 besitzen und ein neuer Zählimpuls eintrifft. Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 682) Duong Tu Minh

7 7 3.Arten von Zähler 3.1.Dualzähler 3.1.1asynchron Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 683) Duong Tu Minh J C K J C K J C K J C K Q J C K J C K Q J C K J C K QQ RCO CLK z0z1z2z3 F0 F1F2F3 Abb.: Asynchroner Dualzähler CLK = ClockRCO = Ripple Carry Output JKQ 00Q -1 (unverändert) *Q - 1 (invertiert) Abb.: Ausgangszustand eines JK-Flip-Flops nach einem (110) Taktzyklus

8 8 JK - Master-Slave-Flip-Flop Abb.: JK-Master-Slave-Flip-Flop 1 & & & & & & & & Q Q K C J Q Q C R2R2 S2S2 S1S1 R1R1 MasterSlave

9 9 3.Arten von Zähler 3.1.Dualzähler asynchron Beispiele für IC – Typen: Länge TTLECL CMOS 4 bit74LS bit bit74LS bit bit74LS292 Duong Tu Minh TTL (Transistor-Transistor-Logik): Schaltungstechnik für logische Schaltung mit planare npn-Bipolartransistoren ECL (Emittergekoppelte Logik): elektr. Schaltungen für Logikgatter in der Digitaltechnik CMOS (Complementäre Metall-Oxid-Halbleiter): eine Bezeichnung für HLB, bei denen sowohl p-Kanal- als auch n-Kanal-MOSFET auf einen gemeinsamen Subtrat verwendet werden.

10 10 Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 683) ● aufgebaut mit steuerbaren T-FF ● T 0 =1, T 1= z 0, T 2 =z 0. z 1, T 3 = z 0. z 1. z 2 3.Arten von Zähler 3.1.Dualzähler 3.1.1asynchron 3.1.2synchron Duong Tu Minh J C K T C T C T C T C Q0Q0 F0 F1F2F3 && Q1Q1 Q2Q2 T3T3 T0T0 T1T1 T2T2 Q3Q3 1 CLK z0z1z2z3

11 11 Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 690) 3.Arten von Zähler 3.2.BCD – Zähler 3.2.1asynchron Duong Tu Minh CLK z0 z1 z2 z3 z3 (2³)z2 (2²) z1 (2)z0 (1) Z Abb.: Zustandstabelle eines BCD-Zählers Abb.: Zeitlicher Verlauf der Ausgangszustände eines BCD-Zählers

12 12 ● Für jede Dezimalziffer benötigt man einen vierstelligen Dualzähler (Zähldekade). ● Diese Zähldekade springt bei dem 10. Zählimpuls auf Null zurück und gibt einen Übertrag heraus. ● BCD – Darstellung = Code 3.Arten von Zähler 3.2.BCD – Zähler 3.2.1asynchron Duong Tu Minh

13 13 3.Arten von Zähler 3.2.BCD – Zähler 3.2.1asynchron Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 690) Duong Tu Minh F0 J C K F1 J C K F2 J C K F3 J C K & & z0z1z2z3 Q Q Q Q RCO CLK Q

14 14 3.Arten von Zähler 3.2.BCD – Zähler 3.2.1asynchron Beispiele für IC – Typen: Länge 4 bit74LS90 (TTL) 10138(ECL) 2 x 4 bit74LS390 (TTL) Duong Tu Minh

15 15 3.Arten von Zähler 3.2.BCD – Zähler 3.2.2synchron ● Beispiele für IC – Typen: 74LS160 (TTL), 4160 (CMOS) Quelle: Buch „Halbleiter- Schaltungstechnik“ von U.Tietze und CH.Schenk (Seite 691) Duong Tu Minh F0 T C F0 T C F0 T C F0 T C F0 T C & && & >=1 & Q QQ Q ENT CLK RCO Abb.: Asynchroner BCD-Zähler z0z1 z2z3

16 16 4.Quellen ● ( ) ● ( ) ● kiel.de/~dispert/digital/digital7/dig007_3.htm( ) kiel.de/~dispert/digital/digital7/dig007_3.htm ● Buch „ Halbleiter-Schaltungstechnik“ von U. Tietze und Ch. Schenk ( ) Duong Tu Minh

17 17 Danke für eure Aufmerksamkeit!


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