Tema 14: Sistemas Secuenciales (CONTADORES) Objetivos: • Introducción. • Características de los contadores. • Contadores Asíncronos. • Contadores Síncronos.

2º Grado en Ingeniería Industrial

F.Oterino, J.A Sáinz Electrónica Industrial

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INTRODUCCIÓN •

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Los contadores son sistemas secuenciales con una sola entrada de impulsos a contar, cuyo estado interno en cada instante representa el número de impulsos que se han aplicado. Si los impulsos ocurren a intervalos de tiempo conocidos, un contador puede utilizarse como un instrumento de medida de tiempos Fundamentalmente están constituidos por biestables sincronizados por flancos que serán realimentados de diferentes formas. Existen básicamente dos tipos de contadores: – Contadores Síncronos. – Contadores Asíncronos.

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Características de los contadores •

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Frecuencia máxima de los impulsos a contar : Esta será la mayor frecuencia (rapidez de pulsos a contar) que es capaz de seguir el contador. Este valor dependerá de la tecnología utilizada en su fabricación y del diseño del contador Código de contaje : El código binario utilizado para realizar el contaje de los impulsos puede ser cualquiera. Si el contador está integrado en un C.I. dicho código vendrá especificado en sus hojas de características. Capacidad de contaje o Módulo del contador : El número de estados diferentes por lo que pasa un contador antes de volver a su estado inicial se denomina módulo del contador o capacidad de contaje, este parámetro determina el número de biestables que ha de tener el contador. – Si N es el número de impulsos a contar, el número de biestables (n) ha de cumplir:

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n-1

≤ N ≤ 2

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n

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Características de los contadores •

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Modo de funcionamiento: Los contadores pueden ser síncronos o asíncronos. – Los asíncronos son aquellos en los que las entradas de reloj que los gobiernan no actúan simultáneamente en todos los flip-flops sino secuencialmente, es decir, los impulsos a contar no se aplica a las entradas de reloj de todos los flip-flops a la vez, sino generalmente sólo a la del primero, y las entradas de reloj del resto son gobernadas por las salidas del biestable precedente. – Los síncronos son aquellos en los que los impulsos a contar se aplican a todas las entradas de reloj de todos los biestables a la vez. – En general los contadores síncronos son más rápidos que los asíncronos, pero más complejos, además los asíncronos presentan el problema de adquirir transitoriamente estados indeseados. No es obligatorio que los contadores agoten todas las posibles combinaciones. El contaje no tiene porque realizase de forma ordenada. Existen contadores crecientes y decrecientes. Existen también contadores programables en los que mediante entradas paralelas puedo cargar la cifra inicial pudiendo ser a su vez esta carga síncrona o asíncrona.

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Contadores Asíncronos • •

La estructura más simple de un contador es la que se muestra en la figura. Se trata de un contador asíncrono ya que la entrada de reloj de los cuatro biestables no es común:

•En este caso, al disponer de cuatro biestables, el contador será de módulo 16 ya que disponemos de 16 estados de salida diferentes (0000 – 1111) •La entrada del contador es la entrada de reloj del primer biestable A, su salida (QA) se conecta a la entrada de reloj del siguiente biestable y así sucesivamente. • Como las entradas JK de todos los biestables están conectadas a 1, éstos cambiarán de estado en los flancos de bajada de la entrada de reloj de cada uno de ellos.

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Contadores Asíncronos

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Contadores Asíncronos • •

El principal inconveniente de los contadores asíncronos es su relativa lentitud debido principalmente a que los biestables conmutan de forma secuencial, y por lo tanto van sumando sus tiempos de propagación. Esto limita la frecuencia máxima de reloj que es capaz de funcionar correctamente en el contador:

f= •

1 N*Tp

Si además se desea tener un intervalo T1 para leer el estado del contador:

1 f= (N*Tp) + T1

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Contadores Asíncronos • No sólo existen contadores que cuenten un número de impulsos que sea potencia de 2; sino que podemos contar un número cualquiera de impulsos haciendo que el contador pase por el número de estados que se desee. • Existen diversos métodos para realizar un contador asíncrono de módulo N siendo N un número cualquiera, estos métodos dependen del tipo de biestable a usar y de la forma de eliminar los estados que no voy a usar. • Un procedimiento muy utilizado es el siguiente: • Se basa en utilizar biestables de tipo T, que puedo conseguir a partir de biestables JK uniendo sus entradas y colocándolas a un uno fijo. • Para que el biestable tenga N estados es necesario conectar en cascada un nº X de biestables que cumpla: 2X-1