מונים הם מעגלים עוקבים שתפקידם לספור דופק, תדר וזמן האות באמצעות אות שעון יחיד. זה מרכיב חשוב של אלקטרוניקה דיגיטלית מכיוון שמכשירים אלקטרוניים שלמים עובדים על דלפקים. הם תוכננו על ידי קיבוץ סט כפכפים (דומה או שונה). מונים פועלים במצבים שונים של מודולים, המיוצגים על ידי מספר מצבי המחזור. ישנם שני סוגים של דלפקים , הם מונה סינכרוני ואסינכרוני. הדלפק הסינכרוני פועל על בסיס אות שעון הקלט והמונה האסינכרוני אינו תלוי באות שעון הקלט. המונה הסינכרוני הוא משמר משמרות מונה המסווג עוד יותר כדלפק טבעת מסוג טבעת ומפותל.
מהו מונה טבעות?
הַגדָרָה: מונה טבעתי ידוע גם בשם SISO ( סדרתי בסדרה החוצה ) מונה רישום משמרת, כאשר הפלט של הכפכף מחובר לכניסה של הכפכף המשמש כמונה טבעת. העיצוב של דלפק הטבעת יכול להיעשות באמצעות ארבעה כפכפים עם אות שעון משותף וניתן לחבר קלט עוקף להגדרה מראש וברורה.
תרשים בלוק-של-מונה טבעת
מהתרשים לעיל,
1). מספר המצבים המשמשים הוא 4 (כאשר אין מספר מצבים = לא משתמשים בכפכפים).
2). מוגדר מראש או נקה: הפונקציה העיקרית של זה היא אם אות שעון הקלט משתנה אז גם ערך הפלט משתנה.
החיבורים נוצרים כדלקמן
- קלט אחד מחובר לכפכף הראשון ff0-Q0,
- קלט נוסף מחובר ל- CLR של שלושת הכפכפים האחרים כמו ff1, ff2, ff3.
תורת העבודה
לדוגמא, הבה ניקח תנאי בו מוגדר מראש = '0000' ואז הפלטים המתקבלים בכל כפכף הם כדלקמן. עבור FF0, הפלט ב- Q0 הוא '1' ואילו בכפכפים אחרים כמו ff, ff2, ff3 (המחוברים כדי לנקות איפה CLR = 0) את הפלטים שהתקבלו ב- Q1 = Q2 = Q3 = '0'. ניתן להבין זאת על ידי ביצוע טבלת האמת וצורות גל הפלט שלה שהתקבלו בעת ביצוע באמצעות קוד Verilog HDL ב- תוכנת Xilinx.
שולחן האמת
אוֹ | CLK | Q0 | שאלה 1 | שאלה 2 | שאלה 3 |
דופק נמוך | איקס | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
איפה
תשומות = ORI ו- CLK
X = שעון יכול להיות קצה חיובי או קצה שלילי
תפוקות = Q0, Q1, Q2, Q3.
מהטבלה נוכל לראות כי '1' מועבר באלכסון מ- Q0 ל- Q3 ושוב יעבור חזרה ל- 'Q0'. אז זה מראה שזה עובד כמו דלפק טבעת.
תוכנית HDL של Verilog עבור מונה טבעות
מודול dff (q, d, c)
פלט q
קלט d, c
רג ש
התחלתי
q = 1'b1
תמיד @ (פוזה ג ')
ש = ד
מודול סיום
מודול dff1 (q, d, clk)
פלט q
קלט d, clk
רג ש
התחלתי
q = 1'b0
תמיד @ (posedge clk)
ש = ד
מודול הקצה
טבעת מודול (q, clk)
בחוץ [3: 0] ש
קלט קלט
dff u1 (q [0], q [3], clk)
dff1 u2 (q [1], q [0], clk)
dff1 u3 (q [2], q [1], clk)
dff1 u4 (q [3], q [2], clk)
מודול סיום
תרשים תזמון של דלפק הטבעת
תרשים התזמון של מונה הטבעת מוצג להלן.
תזמון-תרשים-של-מונה טבעת
סיווג מוני טבעות
דלפקי טבעות מסווגים לשניים שהם,
סוג ישר
השם החלופי של סוג ישר הוא 'מונה חם אחד', כאשר תפוקת הכפכף הסופית ניתנת כמשוב לקלט הכפכף ההתחלתי. כאשר הספרה הבינארית 0/1 מופצת בצורה טבעתית. נעשה שימוש בשני אותות בקרה מוגדרים מראש (PR) ובאות השעון (CLK). כאשר יחסי ציבור מחוברים ל- FF 0 ו- CLR ניתן ל- FF3. להלן תרשים הבלוקים של דלפק טבעת ישר ישר.
מונה טבעת ישר
טבלת האמת של מונה מסוג טבעת ישר
שולחן-אמת-מסוג-ישר
תרשים תזמון מסוג ישר
תזמון-תרשים-של-סוג-סוג
סוג מעוות
השם החלופי של הסוג המעוות הוא מונה זנב / הליכה / סוג ג'ונסון. הפלט המשלים של הכפכף הוא משוב לקלט הכפכף. איפה שזרם 1 ו 0 זורם בצורה טבעתית. מונה הסוג המעוות משתמש בשני אותות בקרה כמו CLK ו- ORI. כאשר CLK ו- ORI משותפים לכל ארבעת הכפכפים. להלן תרשים הבלוקים של ארבעה שלבים מונה מסוג טבעת מפותלת.
טבלת האמת מסוג מעוות
אוֹ | CLK | Q0 | שאלה 1 | שאלה 2 | שאלה 3 |
דופק נמוך | איקס | 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
תרשים תזמון מסוג מעוות
תרשים התזמון מהסוג המעוות מוצג להלן.
תזמון-תרשים-מסוג ג'ונסון
ההבדל בין מונה מסוג טבעת למונה מסוג ג'ונסון
להלן ההשוואה בין דלפק הטבעת לדלפק ג'ונסון
דלפק צלצולים | מונה ג'ונסון |
| הפלט של הכפכף האחרון ניתן כקלט לכפכף החל. | התפוקה של הכפכף האחרון משלימה וניתנת כקלט לכפכף החל. |
| מספר מצבים = מספר הכפכפים בשימוש | אם משתמשים בכמות הכפכפים 'n' אז נדרש מספר מצבים '2n'. |
| קֶלֶט תדירות = n | תדר קלט = f |
| תדר יציאה = f / n | תדר יציאה = f / 2n |
| סה'כ מצבים שאינם בשימוש = (2נ- n) | סה'כ מצבים שאינם בשימוש = (2נ- 2n) |
יתרונות
היתרונות הם
- זה יכול לְהַצְפִּין ולפענח את ההיגיון
- יישום יכול להיעשות באמצעות JK כפכפים
חסרונות
החסרונות הם
- מתוך 15 מדינות משתמשים בארבע מדינות
- לא התחלה עצמית.
יישומים
להלן היישומים
- מונה תדרים
- ADC
- שעונים דיגיטליים
- מדוד טיימרים וקצב וכו '.
שאלות נפוצות
1). כמה מדינות יש בדלפק הטבעת של 10 סיביות?
10 מדינות משמשות במונה הטבעת של 10 סיביות.
2). מהו המונה האסינכרוני?
מונה אסינכרוני פועל באופן אסינכרוני כלומר הוא בלתי תלוי בדופק השעון. יש לו 2n - 1 מדינות.
3). מהו מוד של מונה?
שם נוסף לדלפק mod הוא מונה המודולוס. זה מוגדר כמספר המדינות במונה.
4). למה אתה מתכוון בדלפק של ג'ונסון?
דלפק ג'ונסון הוא סוג אחד של דלפקים טבעתיים, שם משלימים את תפוקת הכפכף האחרון ומשוב לקלט הכפכף הראשון. מספר המדינות המשמשות הוא 2n.
5). מהי חלוקה לפי מונה N?
מחולק במונה N פירושו חלוקת תדר שעון הקלט ב- N.
6). למה אתה מתכוון במרשם המשמרות של SISO?
רישום SISOshift הוא סדרתי תוך סדרתי מחוץ לרשום, שבו נתוני הקלט ונתוני הפלט מעובדים זה אחר זה באופן סדרתי והתוצאה נשמרת במרשם.
לכן, מונה הוא מרכיב חשוב באלקטרונים דיגיטליים. הם מסווגים כמונים סינכרוניים (סוג טבעת ומעוות) ואסינכרוני. לפיכך, זוהי סקירה כללית של מונה טבעות המשתמש בשני אותות בקרה, שעון ומוגדר מראש. בהתבסס על אותות אלה הם פועלים בפורמט הטבעת ולכן הוא נקרא מונה טבעת, הם מסווגים עוד כסוג ישר ומפותל. כאשר לכל דלפק יש עיצוב משלו, יתרונות וחסרונות משלו.
