العداد الثنائي ريبل

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

[تحرير] العداد الثنائي ريبل ( Ripple ) كمقسم للتردد :

إن ثنائي الاستقرار FF الأول في العداد الزاحف ( Ripple ) يغير حالته مع كل نبضة دخل ، لذلك فهو يقسم تردد نبضات الدخل على 2 ) . بينما ثنائي الاستقرار FF الثنائي فهو يغير حالته مع كل نبضة خرج لثنائي الاستقرار الأول لذلك فهو يقسم تردد نبضات الدخل على (4) . و هكذا فإن ثنائي الاستقرار FF رقم ( N ) يقسم تردد نبضات الدخل على 2 و من ذلك نستنتج بأنه يمكن تقسيم تردد نبضات الدخل بأي قيمة زوجية من قوى 2 بإجراء تغيرات بسيطة في الدارة السابقة يمكن كما سنجد في الفقرة التالية تقسيم التردد بأي قيمة حتى و لو كانت فردية . تصميم العداد الثنائي ريبل Ripple : وجدنا سابقاً أن العداد الثنائي الزاحف ( Ripple ) المؤلف من ( N ) مرحلة يعيد دورته كل ( 2 ) نبضة دخل أي أن الوصل السابق للدارة لا يمكننا إلا من تصميم عداد طول دورته عدد زوجي و من قوى ( 2 ) . و لتصميم عداد بأي طول دورة هناك طريقتين : أ- باستخدام مداخل التوضيع القسري ( Preset ) لثنائيات الاستقرار FF : للتصميم بهذه الطريقة نتبع الخطوات التالية : 1) إيجاد عدد ثنائيات الاستقرار اللازم ( n ) من العلاقة :

2   M    2

حيث M طول دورة العداد . 2) وصل جميع ثنائيات الاستقرار كعداد زاحف ( Ripple ) . 3) تعيين الشيفرة الثنائية للعدد ( M – 1 ) . 4) وصل المخارج Q لجميع ثنائيات الاستقرار التي سيكون خرجها ( 1 ) عندما يصل الرقم ( M-1 ) كدخل لدارة AND ( أو مع NAND ) كما تغذي نبضة الدخل إلى مدخل دارة الـ ( AND ) أيضاً . 5) وصل خرج دارة الـ ( AND ) إلى دخل التوضيع القسري ( Preset ) لجميع ثنائيات الاستقرار التي خرجها ( 0 )عندما يصل العدد( M – 1 )

  • ملاحظة : Preset هنا توضيع 1 في FF .

إذن فعند العدد ( M ) يعود العداد لوضعه الأولي كما يلي : عند الحافة الصاعدة ( الموجبة ) لنبضة الدخل رقم ( M ) تعطي جميع ثنائيات الاستقرار FF الموصلة على خرج دارة الـ ( AND ) القيمة ( 1 ) و بالتالي جميع مخارج ثنائيات الاستقرار في الحالة ( 1 ) و عند الحافة الهابطة ( السالبة ) لنفس النبضة تنتقل جميع ثنائيات الاستقرار FF إلى الوضع ( 0 ) .

مثال : المطلوب تصميم عداد طول دورته M = 10 1) 2 10 2 عدد ثنائيات الاستقرار هو أربعة . 2) M – 1 = 9 = 1001 3) نصل الدارة كما في الشكل ( 6-36 ) يسمى هذا العداد بالعداد العشري Decade counter لأنه يعد عشر حالات .


ب) باستخدام مدخل التصفير القسري ( clear ) لثنائيات الاستقرار FF : للتصميم بهذه الطريقة نجري نفس الخطوات ( 1 ) ، ( 2 ) للطريقة السابقة و تكون الخطوات التالية كما يلي : 1) تعيين الشفرة الثنائية للعدد M . 2) وصل جميع مخارج ثنائيات الاستقرار Q التي خرجها يساوي( 1 ) عند العدد الثنائي ( M ) إلى مدخل دارة AND ( أو Nand ) 3) وصل مخرج دارة الـ ( AND ) السابقة إلى مدخل التصفير القسري ( clear ) لكافة مراحل العداد . و بهذه الطريقة يكون العدد الثنائي M كحالة عابرة ثم يعود العداد لوضعه الأولي. مثال : المطلوب تصميم عداد ثنائي زاحف ( Ripple ) طول دورته M = 5 . 1) 2 5 2 . عدد المراحل اللازمة هو ( 3 ) . 2) M = 5 : 101 3) نصل الدارة كما في الشكل ( 6-37 ) . أخيراً يجدر الإشارة أن التصميم بالطريقة الثانية أسهل من ناحية التصفير لكنه لا يستخدم في أغلب الأحيان بسبب مساوئ اختلاف التأخير الزمني للمراحل فيما بينها . فلو كان زمن التأخير من حرلة لأخرى عندها يمكن أن لا يكون عرض نبضة التصفير كافياً لقلب جميع ثنائيات الاستقرار لوضع الـ ( 0 ) . فمثلاً : إذا كان زمن التصفير القسرى لأحد المراحل 1on.sec و لمرحلة أخرى 50 nsec و كان عرض نبضة المسح 10 nsec فإن المرحلة الأخيرة لن تتمكن من التبدل للصفر . و هناك طريقة جيدة للتخلص من هذه المشكلة تتلخص باستعمال عنصر تخزين (Latch) نصفه على مخرج الدارة ( AND ) .

Binary down Ripple Counter : المبدأ : لكي يتم العد بالاتجاه المعاكس ( ابتداء من القيم النهائية و باتجاه القيم البدائية ) يجب أن يتغير Q1 عندما يتغير ( Qi – 1 ) من ( 0 ) إلى ( 1 ) . و لما كانت ثنائيات الاستقرار المستعملة ( نوع T و على الدخل 1 دائماً ) تغير وضعها من ( 1 ) إلى ( 0 ) عند تطبيق نبضة الدخل على مدخل التواقت . لذا يمكن تشكيل عداد له خاصة العد العكسي بوصل المخرج ( 1 – Qi ) إلى مدخل ثنائي الاستقرار ذو المخرج ( Qi) كما في الشكل ( 6 – 38 ) .


العداد الثنائي الزاحف ذو العد بالاتجاهين : UP-down Binary Counter :


العمل : تعمل الدارة السابقة بناء على إشارة التحكم : - إذا كانت إشارة التحكم للعد للأعلى ذات قيمة ( 1 ) فهذا يؤدي لاتصال ( Qi ) مع ( Ti + 1 ) . - إذا كانت إشارة التحكم بالعد للأسفل ذات القيمة ( 1 ) فهذا يؤدي لاتصال ( Qi ) مع ( Ti + 1 ) . - من الواضح أنه يجب أن تكون إحدى إشارتي التحكم مساوية ( 1 ) فقط في أي لحظة من لحظات الزمن .