User manual

Schieberegister mit seriellem Laden 45
+
-
9V
1A
+ 5-15V
+
VOut = VIN
Taktgeber
100 Hz
0,5 Hz
Flip-Flop
+
QD
C
5-15V
V V
O INut =
10kΩ
10kΩ
Flip-Flop
+
QD
C
5-15V
V V
O INut =
10kΩ
10kΩ
Flip-Flop
+
QD
C
5-15V
V V
O INut =
10kΩ
10kΩ
Flip-Flop
+
QD
C
5-15V
V V
O INut =
10kΩ
10kΩ
1kΩ
LED
red
D
IN
C
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
D
OUT
Abb. 44: Schieberegister als Brick-Schaltung
5.6 Zähler
Als digitale Zähler eignen sich Flipop-Schaltungen ideal. Die Binärzähler werden entsprechend ihrer An-
steuerung und der Zählrichtung eingeteilt. Nach der Art Ihrer Taktung unterscheidet man zwei grundle-
gende Zählertypen die asynchronen und die synchronen Zähler. Das Taktsignal sollte stets prellfrei sein, um
Zählfehler durch Kontaktprellen zu vermeiden (siehe auch Kap. 5.2 auf Seite 33).
Bei Synchronzählern steuert der Zähltakt alle Speicher-Flipops gleichzeitig an. Eine Addition der Signal-
laufzeiten, wie sie bei Asynchronzählern durch die Taktweitergabe von Stufe zu Stufe entsteht, gibt es
hier nicht. Die Ausgangspegel aller Stufen erscheinen gleichzeitig nach der steuernden Taktanke. Im Ver-
gleich zu Asynchronzählern erlaubt das Synchronverfahren wesentlich höhere maximale Zählfrequenzen.
Der Schaltungsaufwand ist bei Synchronzählern allerdings größer.
Die Taktsteuerung von Asynchronzählern erfolgt für alle Zählerbaugruppen sequentiell. Der Zählertakt
steuert nur das erste Flipop. Alle folgenden werden von Ausgangspegel ihres Vorgängers gesteuert. Wie
bei allen asynchronen Abläufen, kann es aber zu unübersichtlichen Schaltungen mit Laufzeitproblemen
kommen. Dafür ist der Gatteraufwand geringer. Im englischen Sprachraum werden Asynchronzähler auch
als "Ripple Counter" bezeichnet, da sich der Steuertakt einer Welle vergleichbar durch die Flipop-Stufen
fortpanzt.
Sowohl Sychron- als auch Asynchron-Zähler gibt es als Aufwärtszähler oder Abwärtszähler. Mit Zusatzschal-
tungen kann die Zählrichtung wahlweise umschaltbar gemacht und der Zählbereich eingeschränkt werden.
Bei Bedarf kann der Zählwert unterschiedlich codiert ausgegeben werden (z. B. Binär-, BCD- oder Gray-
Zähler). Siehe auch Tabelle auf Seite 18.
Der universelle Grundbaustein eines Dualzählers ist ein als Toggle-Flipop geschaltetes JK-Flipop. Jedes
Flipop entspricht einer Binärstelle und speichert ein Bit. Durch geeignete Verknüpfung der Flipops (siehe
folgende Kapitel) entstehen mehrstellige Dualzähler.
Die Zählkapazität K eines Dualzählers ist von der Anzahl n der Einzelspeicher (Flipops) abhängig. Für einen
Binär-Zähler gilt folgende Formel:
K = 2
n
- 1. Die Werte für n = 2 bis 10 nden Sie in folgender Tabelle:
Abhängigkeit von Zähltiefe und Zählkapazität
Anzahl der Flipops n / (Zähltiefe in Bits) Zählkapazität (K)
2 3
3 7
4 15
5 31
6 63
7 127
8 255
9 511
10 1023