¿Cómo funciona el contador BCD síncrono de 4 bits?

Answer 1

En primer lugar, tenga en cuenta que J y K están en cortocircuito, por lo que en realidad es un flip flop T.

Ahora, la lógica antes de las entradas del último flip flop: es [matemática] Q_AQ_D + Q_AQ_BQ_C [/ matemática] por lo que será un dos veces: una vez cuando [matemática] Q_AQ_BQ_C [/ matemática] es verdadera (que dice 0111 = 7) y una vez cuando [math] Q_AQ_D [/ math] es verdadero, lo que ocurrirá en 1001 = 9. ¿Qué significa esto? Cuando se alcanza 0111, la puerta o dejará que una lógica ingrese al último flip flop y cambie su salida a 1 (recuerde, es un flip flop T), llevándolo a 1000. OK, eso es algo que esperaríamos de cualquier contador , BCD o no. Sin embargo, la parte divertida viene una vez que el estado es 1001, es decir, 9. La compuerta o permitirá una vez más que una lógica pase a la entrada del flip flop y cambie su salida de nuevo a 0, haciendo que el contador vuelva a 0000.

OK, no está claro desde aquí que volverá a 0000, pero seguramente perderá el de [math] Q_D [/ math]. El que está en [math] Q_A [/ math] se cambiará a cero de todos modos porque el primer FF está conectado al lógico, por lo que ahora nuestra lógica solo necesita evitar que el segundo flip flop se convierta en 1, porque queremos mantener un 0 para tener un 0000 y comenzar todo de nuevo. Ahí es donde esa primera puerta AND sobre la que preguntaste salta. Cuando [math] Q_D [/ math] es 1, su salida complementaria desactiva el cambio del segundo flip flop. Eso no interrumpe el conteo normal, ya que [math] Q_D [/ math] mantendrá el valor 1 solo para 1000 = 8 y 1001 = 9, donde [math] Q_B [/ math] no está cambiando. Para evitar que vaya a 1010 = 10, lo bloqueamos con esa [matemática] \ overline {Q} _D [/ matemática] complementaria y una compuerta AND.

Answer 2

La diferencia entre un contador síncrono y un contador asíncrono es que el contador síncrono tiene un solo reloj que se conecta al reloj de activación por flanco de cada flip flop para que cambien simultáneamente.

Un contador asíncrono tiene una entrada de reloj que controla solo el flip flop de bit más bajo y la salida de cada etapa registra la siguiente etapa.

En la versión de sincronización, la lógica combinatoria es garantizar que se cargue el siguiente estado correcto para cada estado anterior. El contador síncrono es mucho más rápido, ya que no tiene que esperar a que se propaguen los tiempos de propagación.

Answer 3

Sin los componentes que mencionó, el contador de 4 bits contará hasta 16, lo que lo convierte en un contador hexadecimal. Esta lógica combinatoria restablece el contador cuando el recuento alcanza “1001”, que es BCD “9”. Por supuesto, al ser sincrónico, el contador pasa de “1001” a “0000” en el siguiente flanco ascendente del reloj.