Contador de ondas en lógica digital – Part 1

El contador se usa básicamente para contar la cantidad de pulsos de reloj aplicados a un flip-flop. También se puede utilizar para divisor de frecuencia, medición de tiempo, medición de frecuencia, medición de distancia y también para generar formas de onda cuadradas. En esto, los flip-flops son contadores asíncronos y reciben diferentes señales de reloj, puede haber un retraso en la producción de la salida. Además, se necesitan algunas puertas lógicas para diseñar contadores asíncronos. Por lo tanto, tienen un diseño elemental y también son menos costosos. 

Contadores , se requiere un contador Johnson de n bits como requisito previo 

El contador de ondulación es una disposición en cascada de flip-flops donde la salida de un flip-flop impulsa la entrada de reloj del siguiente flip-flop. El número de flip-flops en la disposición en cascada depende del número de estados lógicos diferentes por los que pasa antes de repetir la secuencia, un parámetro conocido como módulo del contador. Un contador de ondas de n bits puede contar hasta 2 ⁿ estados. También se conoce como contador MOD n. Se conoce como contador de ondas debido a la forma en que el pulso del reloj se ondula a través de los flip-flops. Algunas de las características del contador de ondas son:

1. Es un contador asíncrono.
2. Se utilizan flip-flops diferentes con un pulso de reloj diferente.
3. Todos los flip-flops se utilizan en modo alternar.
4. Solo se aplica un flip-flop con un pulso de reloj externo y se obtiene otro reloj flip-flop a partir de la salida del flip-flop anterior.
5. El flip-flop aplicado con un pulso de reloj externo actúa como LSB (bit menos significativo) en la secuencia de conteo.

Un contador puede ser un contador ascendente que cuenta hacia arriba o puede ser un contador descendente que cuenta hacia abajo o puede hacer ambas cosas, es decir, contar hacia arriba y hacia abajo dependiendo del control de entrada. La secuencia de conteo generalmente se repite después de un límite. Al contar hacia adelante, para el contador de n bits, la secuencia de conteo va de 000, 001, 010, … 110, 111, 000, 001, … etc. Al contar hacia atrás, la secuencia de conteo va de manera opuesta: 111, 110, … 010, 001, 000, 111, 110,…etc. 

Un contador Ripple de 3 bits que usa un flip-flop JK es el siguiente: 

En el circuito que se muestra en la figura anterior, Q0 (LSB) alternará para cada pulso de reloj porque el flip-flop JK funciona en modo alternar cuando tanto J como K se aplican 1, 1 o entrada alta. El siguiente contador cambiará cuando el anterior cambie de 1 a 0.

La tabla de verdad es la siguiente: 

 

El contador de ondulación de 3 bits utilizado en el circuito anterior tiene ocho estados diferentes, cada uno de los cuales representa un valor de conteo. De manera similar, un contador que tiene n flip-flops puede tener un máximo de 2 elevado a n estados. El número de estados que posee un contador se conoce como su número de mod (módulo). Por lo tanto, un contador de 3 bits es un contador mod-8. Un contador mod-n también puede describirse como un contador de división por n. Esto se debe a que el flip-flop más significativo (el flip-flop más alejado del pulso de reloj original) produce un pulso por cada n pulsos en la entrada de reloj del flip-flop menos significativo (el que dispara el pulso de reloj). Por lo tanto, el contador anterior es un ejemplo de un contador dividido por 4. 

Diagrama de tiempo: supongamos que el reloj se activa en el borde negativo, por lo que el contador anterior actuará como un contador ascendente porque el reloj se activa en el borde negativo y la salida se toma de Q. 

Los contadores se usan con mucha frecuencia para dividir frecuencias de reloj y sus usos involucran principalmente relojes digitales y en multiplexación. El ejemplo ampliamente conocido del contador es paralelo a la lógica de conversión de datos en serie.