User manual

Asynchroner 4-Bit BCD-Zähler 49
Beachten Sie, dass am Takteingang C der JK-Flipops keine weitere Last,
wie z. B. eine LED angeschlossen werden sollte!
5.6.2 Asynchroner 4-Bit BCD-Zähler
BCD-Zähler basieren auf einem 4-Bit-Binär-Zähler. Wandelt man Binärzahlen zur Anzeige in Dezimalziffern
um, so lassen sich Binär-Zähler auch im Dezimalsystem einsetzen. Für die Zahlen 0 bis 9 jeder Dekade ist ein
4-Bit Binär-Zähler notwendig. Da dieser aber erst nach dem 16. Zähltakt auf 0 zurücksetzt, muss er durch
eine Zusatzschaltung vorzeitig nach dem 10. Takt in einen neuen Zyklus gezwungen werden. Binärzähler
mit diesen Eigenschaften werden BCD-Zähler (engl. binary coded decimal) genannt. BCD-Zähler gibt es als
Vorwärts-, Rückwärts- und umschaltbare Zähler.
Die Grundschaltung des asynchronen BCD-Zählers ist der des asynchronen Binär-Zählers sehr ähnlich. Der
BCD-Zähler muss jedoch schaltungstechnisch so erweitert werden, dass nach dem Zählerstand 9 mit 0 weiter-
gezählt wird. Beachte, dass wir hier nur eine Dezimalstelle betrachten. Beim BCD-Zähler darf Q
1
nach dem
10. Eingangstakt nicht auf High schalten. Dazu wird dessen J-Eingang J
B
mit dem Q-Ausgang von Flipop
D (Q
3
) verbunden. Das Flipop D schaltet erst nach dem 8. Takt am Q-Ausgang von High auf Low. Bis dahin
arbeitet Flipop B wie ein Toggle-Flipop und setzt nach dem 8. Takt auf Low zurück. Das Flipop C arbeitet
unverändert als Frequenzteiler.
Flipop D wird vom Q-Ausgang des Flopops A getaktet. Es kann nur dann auf High gesetzt werden, wenn
sein J-Eingang J
B
über das AND-Gatter High-Pegel bekommt. Dies ist nach dem 6. Takt der Fall, sobald Q
1
und Q
2
gesetzt sind. Zu diesem Zeitpunkt ist aber der Takt Q
0
für das Flipop D Low, sodass sein Ausgang
nicht gesetzt wird. Mit der fallenden Flanke von Q
0
nach dem 8. Takt wird Q
3
gesetzt. Der Binärwert 1000
nach dem 8. Takt entspricht der Dezimalzahl 8. Zu diesem Zeitpunkt wechselt auch der Pegel am J-Eingang
von Flipop D auf Low. Zum Ende des 9. Takts hat das noch keine Auswirkung, da erst jetzt von Q
0
gesteuert
das Flipop D nach dem 10. Takt auf Low zurückgesetzt wird. Der Binärwert zeigt 0000 an.
Abb. 50: Asynchroner 4-Bit-BCD-Zähler (links), Schaltzeichen (rechts)