카운터
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카운터란 클럭펄스를 세어서 수치처리를 하기위한 논리 회로 (디지털 회로)이다. 카운터에 의해서 계수된 이진수나 이진화 십진수가 디코더를 통해서 7 세그먼트 발광 다이오드에 표시되는 숫자로 변환하여 인간이 인식할 수 있는 정보가 된다. 또한 정보를 인코더에 의하여 이진수로 변환한 것을 카운터에 의한 계수처리를 실시할 수 있다.
수정진동자를 이용한 발진 회로에 의하여 발생된 매우높은 주파수 (예시로 32.768 KHz)의 전기신호를 낮은 주파수 (예시로 1 Hz)의 신호로 변환하기 위해서도 사용된다. 그렇기 때문에 이런 회로를 분주기라고 부른다.
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[편집] 카운터의 종류
필요한 출력, 잡음특성, 속도등에 대응해서 다양한 카운터가 사용된다.
[편집] 웨이팅 카운터
웨이팅 카운터 (영어: weighting counter)란 각 비트의 수치화 평가가있어서 변화의 주기가 다른것이다.
[편집] 이진 카운터
이진 카운터란 이진수를 출력하는 카운터이다. D 플립플롭의 출력을 D입력 및 다음단의 클럭입력에 연결해서 각 플립플롭에서 Q출력을 설계한 회로이다. 이러한 접속에 의하여 첫번째 소자에 입력된 클럭펄스가 1개씩 증가할때 마다, Q출력이 0에서 1로 반전을 반복하기 때문에 첫번째 소자부터 출력은 입력된 클럭펄스의 수를 이진수로 표시했을 경우에 최하위 자리수가되고 두번째 소자는 두번째 자리수가되듯이 이진수로 출력을 나타낼 수 있다.
n단의 이진 카운터는 클럭의 주파수를 1/2n으로 변환한다고 볼수도 있다. 이진화 십진수로 카운터 동작을 실시하려면 각 비트의 출력이 1010 (십진수의 "10")이 되었을 경우 0000으로 초기화 (리셋)하는 회로가 필요하다. 동일한 치수를 검출해서 리셋하는 것으로 클럭펄스의 주파수를 1/(임의의 수)로 변환할 수 있다.
4단 (비트) 이진 카운터의 출력
0123456789ABCDEF Q10101010101010101 Q20011001100110011 Q30000111100001111 Q40000000011111111
[편집] 그레이코드 카운터
그레이코드 카운터란 동시에 하나의 비트만 변하지 않게 코드를 할당해서 디코드시의 스태틱 하자드 (단시간의 스파이크장의 잡음)를 방지한 것이다.
4단 그레이코드 카운터의 출력
0123456789ABCDEF Q10011001100110011 Q20111100001111000 Q31110000000011111 Q41111111000000001
[편집] 논웨이팅 카운터
논웨이팅 카운터 (영어: nonweighting counter)란 각비트에 수치화 평가가 없는 것이다. 선형 피드백 시프트 레지스터 (영어: Linear feedback Shift Register)라고 불리는 임의의 값을 적재한 플립플롭의 비트열을 클럭펄스마다 이웃의 플립플롭으로 이동해 가는 회로가 기본이 된다.
[편집] 링 카운터
링 카운터란 특정 초기치를 플립플롭에 적재해서 플립플롭의 비트열을 클럭펄스마다 이웃의 플립플롭으로 이동해 가는 것이다.
[편집] 존슨 카운터
존슨 카운터란 두개의 비트를 디코드하는 것만으로 임의의 신호를 꺼낼 수 있도록 코드를 할당한 것이다. "1"과 "0"의 기간이 같은 대칭형과 불균일한 비대칭형이 있다.
4비트 대칭형 존슨 카운터의 출력
01234567 Q101111000 Q200111100 Q300011110 Q400001111
[편집] 원핫 상태 카운터
원핫 상태 카운터란 디코드가 필요하지 않기 때문에 클럭펄스의 수에 일치한 플립플롭의 출력만을 1 그외에는 0으로 하는 것이다. 세는 수만큼 플립플롭이 필요하기 때문에 카운터본체의 회로규모가 가장 커진다.
4비트 원핫 상태 카운터
0123 Q11000 Q20100 Q30010 Q40001
[편집] 필드코드 카운터
필드코드 카운터 (영어: filled code counter)란 비트열의 편성을 모두 사용하는 것이다. 비트열을 모두 사용하기 때문에 카운터 본체의 게이트 규모가 작다.
- 이진 카운터
- 그레이코드 카운터
- 2비트 존슨 카운터
[편집] 언필드코드 카운터
언필드코드 카운터 (영어: unfilled code counter)란 비트열 편성의 일부만을 사용하는 것이다. 사용하지 않는 조합이 되었을 경우의 회복회로가 필요하다. 카운터 본체의 게이트 규모가 커지지만 디코드 회로가 작게 고속화가 가능하다.
- 선형 시프트 레지스터
- 링 카운터
- 3비트 이상의 존슨 카운터
- 원핫 상태 카운터
[편집] 각종 기능
카운터는 그외에도 다음과같은 기능이 있다.
- 업 다운기능
- 일반적인 카운터는 수치를 순서대로 더해서 계수하는 것이지만, 반대로 수치를 빼서 계수하는 카운터나 이러한 기능을 변경해서 카운트할 수 있는 카운터도 있다.
- 프리셋 기능
- 0 이외의 초기값을 미리 설정해서 그 값으로부터 계수를 실시하는 기능이다.
[편집] 같이 보기
- 프로그래머블 카운터
- 디지털 회로 - 논리 회로 - 하드웨어 기술 언어
- 표준 논리 IC
- 이진수 - 이진화 십진수
- 플립플롭