معرفی یک شمارنده MOD-6 در مدار

معرفی یک شمارنده MOD-6 در مدار:
فرض کنید می خواهیم یک شمارنده MOD-6 طراحی کنیم. نحوه انجام این کار به چه صورت خواهد بود؟

اولا می دانیم که m=6 است، بنابراین2nباید از 6 بزرگ تر باشد. چون2.3 برابر با 8 و 8 بزرگ تر از 6 است، بنابراین به یک شمارنده متشکل از 3 فلیپ فلاپ نیاز داریم.

این شمارنده در حالت طبیعی می تواند 8 حالت شمارش، از 000 تا 111 باینری (از 0 تا 7 دسیمال) را ایجاد کند. با فرض شمارنده MOD-8 بالا، جدول درستی برای این شمارنده به صورت زیر خواهد بود.

برای ساخت یک شمارنده MOD-6، باید شمارنده بعد از شمارش 5 به صفر باز گردد. همان طور که در جدول درستی بالا هم می توان دید، در حالت کار عادی، شمارش عدد شش باعث ایجادQA=0، QB=1وQC=1 در خروجی می شود.

می توانیم این حالت خروجی 110 (6) را به نحوی دیکود کنیم که یک سیگنال برای پاک کردن شمارنده و بازگشت به صفر تولید کند.

برای این کار از یک گیت AND سه ورودی TTL 74LS11 و یک گیت NOT با آی سی TTL 74LS04 استفاده می کنیم. تصویری از نحوه اتصال این گیت های منطقی به یکدیگر در شکل زیر نشان داده شده است.

ورودی های گیت های منطقی NOT و AND به ترتیب به خروجی هایQAوQBوQC متصل می شوند. این اتصالات باعث می شوند که خروجی گیت AND برای تمام ترکیبات ورودی ها، به جز حالتی که مد نظر ما است (110)، در سطح منطقی صفر یا LOW بماند.

بنابراین در حالت باینری، دنباله شمارش به صورت 000، 001، 010، 011، 100، 101 خواهد بود. حال زمانی که شمارنده به مقدار 110 (6) برسد، گیت منطقی ترکیبی، این حالت را تشخیص می دهد و یک خروجی سطح 1 منطقی را ایجاد می کند.

از خروجی سطح HIGH گیت ترکیبی می توان استفاده کرد تا شمارنده را پس از رسیدن به مقدار شمارش 5 دسیمال، به حالت 0 ریست شود.

مدار شمارنده یک MOD-6 و شکل موج های آن در تصویر زیر نشان داده شده است. زمانی که خروجی گیت های منطقی ترکیبی، در سطح LOW منطقی قرار داشته باشند، هیچ تأثیری بر روی دنباله شمارش ندارند.

بنابراین می توانیم از گیت های منطقی ترکیبی در مدار یک شمارنده پایه (سنکرون یا آسنکرون) استفاده کنیم تا هر شمارنده MOD دلخواهی را ایجاد کنیم.

توسط این گیت های منطقی، می توان هر یک از حالت های شمارش را دیکود کرد و با استفاده از خروجی گیت منطقی، شمارنده را در آن حالت مورد نظر ریست کرد.

در مثال ساده بالا، از یک گیت AND سه ورودی برای دیکود کردن حالت 110 استفاده کردیم. اولین باری که هر دو خروجیQBوQC با هم یک می شوند، زمانی است که شمارنده عدد 6 را می شمارد. بنابراین، این دو خروجی بدون استفاده از گیت NOT مستقیما به پایه های گیت AND اعمال می شوند.

اما خروجیQA ابتدا به گیت NOT وارد شده و سپس به گیت AND اعمال می شود.

یکی از معایب استفاده از شمارنده آسنکرون برای تولید شمارنده MOD با دنباله شمارش دلخواه، اثر نامطلوب گلیچ (Glitches) است.

این اثر هنگام رسیدن شمارنده به مقدار ریست رخ می دهد. در این زمان بسیار کوتاه، خروجی های شمارنده ممکن است یک حالت نادرست اتخاذ کنند.

بنابراین بهتر است که از شمارنده سنکرون به جای شمارنده آسنکرون برای ایجاد شمارنده MOD بهره بگیریم.

زیرا در شمارنده سنکرون تمام فلیپ فلاپ ها در یک زمان و توسط یک پالس ساعت کلاک می شوند، بنابراین در یک زمان و با هم تغییر حالت می دهند.