Al igual que los registros de desplazamiento y otros circuitos combinacionales, existe otro elemento importante de la electrónica digital que utilizamos con mayor frecuencia. Son contadores. Los contadores se utilizan no sólo para contar números, sino también para medir la frecuencia y el tiempo. Incrementar dirección de memoria.
Un contador es un circuito secuencial síncrono especialmente diseñado donde el estado del contador es igual a la cuenta mantenida en el circuito por un flip-flop. Un contador calcula o anota el número de veces que ocurre un evento.
Un contador es un componente de hardware importante y se define como “un circuito digital utilizado para contar el número de pulsos”. Los contadores se conocen comúnmente como “temporizadores”. Los circuitos contadores son el mejor ejemplo de aplicaciones flip-flop. Los contadores se diseñan agrupando flip-flops y aplicándoles una única señal de reloj. En pocas palabras, un mostrador es algo con un grupo de elementos de almacenamiento, como chanclas, para llevar la cuenta.
Los contadores tienen modos. El “mod” de un contador representa el número de estados en un ciclo que pasa por el contador antes de configurarlo en su estado inicial. Por ejemplo, un contador binario mod 8 tiene ocho estados contables. Son del 000 al 111. Entonces un contador mod 8 cuenta de 0 a 7.
Un contador binario mod 4 tiene cuatro estados de conteo del 000 al 011. Por tanto, el contador mod 4 cuenta de 0 a 4. Es decir, en general un contador mod N puede contener n flip-flops (2n = N).
Tabla de contenido
La necesidad de un contador
Contar significa incrementar o disminuir el valor de un operador en relación con el valor del estado anterior. Por lo tanto, no utilizamos dispositivos distintos de contadores para realizar operaciones matemáticas. Esta acción (contar) no es un contador y no puede ser realizada por ningún otro dispositivo lógico.
tipo de contador
Hay dos tipos de contadores que se pueden utilizar en circuitos digitales:
- contador sincrónico
- contador asíncrono
Los diferentes tipos de contadores se explican a continuación.
contador sincrónico
Un contador que utiliza una señal de reloj para cambiar sus transiciones se llama “contador síncrono”. Esto significa que un contador síncrono depende de la entrada del reloj para cambiar su valor de estado. Todos los flip-flops de un contador síncrono se activan con la misma señal de reloj.
Características:
- Su estructura es de diseño muy simple. Todos los flip-flops están interconectados y controlados por la misma señal de reloj.
- La salida de estado del flip-flop anterior determina el cambio de estado del flip-flop actual.
- Todos los flip-flops funcionan sincrónicamente, por lo que los contadores sincrónicos no requieren ajuste.
- La implementación de un contador síncrono requiere varias puertas lógicas.
- Su funcionamiento es rápido.
contador asíncrono
Definición: Los contadores cuyos cambios de transición son independientes de la entrada de la señal del reloj se denominan “contadores asíncronos”. En estos contadores, el primer flip-flop está conectado a una señal de reloj externa, y el resto son sincronizados por las salidas de estado (Q y Q’) del flip-flop anterior.
Características:
- Otro nombre para los contadores asíncronos es “contadores de ondulación”.
- Estos son diseños muy simples.
- Debido a la simplicidad del diseño, se utilizan menos puertas lógicas para construir un contador asíncrono.
- Los contadores asíncronos funcionan mucho más lento que los contadores síncronos.
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Contadores asíncronos y síncronos
Comparemos el comportamiento y la funcionalidad de los contadores sincrónicos y asincrónicos. Las diferencias entre ellos se muestran a continuación.
| El retraso de propagación es muy bajo. | El retraso de propagación es mayor que el de un contador síncrono. |
| Su frecuencia de funcionamiento es muy alta. | La frecuencia máxima de funcionamiento es muy baja. |
| Son más rápidos que los contadores de ondas. | Estos son lentos. |
| El diseño requiere una gran cantidad de puertas lógicas. | Se requieren menos puertas lógicas. |
| Alto costo. | bajo costo. |
| Los circuitos síncronos son fáciles de diseñar. | El diseño es complejo. |
| Paquetes lógicos estándar disponibles para sincronización. | Para los contadores asíncronos, los paquetes lógicos estándar no están disponibles. |
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Ejemplos prácticos de contadores.
Usamos contadores en muchas aplicaciones. Siempre que se encuentre con el uso de un temporizador, utilice un tipo de contador sincrónico.
- Por ejemplo, digamos que utiliza un horno microondas como aparato de cocina. En él se fija una determinada temperatura para calentar los alimentos que se colocan en su interior. En el interior, un contador calcula el aumento/disminución de la temperatura y el tiempo. Una vez que se alcanza la temperatura establecida, se evita un mayor calentamiento y deterioro de los alimentos.
- Lavadora: La encimera también se utiliza para la lavadora. De manera similar a la operación de conteo de un horno microondas, el contador de una lavadora cuenta el tiempo de funcionamiento que usted establece.
- Tanto en los hornos microondas como en las lavadoras, si configuras el dispositivo a un tiempo determinado, comenzará a disminuir cada segundo. Cuando el valor del contador llega a cero, el interruptor se enciende/apaga. Por tanto, el funcionamiento del dispositivo está controlado por un contador.
Otros usos de los mostradores: Utilice contadores en puertas o portones de entrada para calcular la cantidad de personas que entran y salen de un estadio o auditorio. Estos contadores cuentan personas. El valor del contador aumenta en 1 a medida que entra cada persona. De manera similar, el valor del contador disminuye en 1 a medida que cada persona se va.
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Ejemplos de aplicación de contadores.
El contador se aplica a muchos dispositivos electrónicos digitales. Algunas de las aplicaciones se muestran a continuación.
- contador de frecuencias
- reloj digital
- Conversor analógico a digital.
- Con algunos cambios de diseño, el contador se puede utilizar como circuito divisor. Un circuito divisor de frecuencia es un circuito que divide con precisión la frecuencia de entrada por “2”.
- Midiendo el tiempo. Esto significa calcular el tiempo utilizando temporizadores en dispositivos electrónicos como hornos y lavadoras.
- Puedes diseñar un generador de ondas triangulares digitales usando un contador.
Además de los contadores síncronos y asíncronos, existen muchos otros tipos de contadores, como contadores de décadas, contadores binarios, contadores de anillo, contadores Johnson y contadores ascendentes/descendentes. Discutiremos esto en sesiones futuras.
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