2. CONTADORES ASÍNCRONOS Los contadores son circuitos electrónicos que sirven para realizar o llevar conteos en binario y mediante circuitos MSI, en decimal. Los contadores son producto del arreglo de varios Flip-Flops interconectados. El número de Flip-Flops que se utilizan y la forma en que se conectan determinan el número de estados o también son llamados módulos. Según sea la señal de reloj aplicada a los FF. Se clasifican en asíncronos y síncronos. En este tema estudiaremos los contadores asíncronos o contadores con propagación (ripplecounters)
3. FUNCIONAMIENTO DE LOS CONTADORES ASÍNCRONOS Asíncrono: sucesos que no poseen una relación temporal fija o constante y que generalmente no ocurren al mismo tiempo. En los contadores asíncronos los FF no reciben la señal de reloj al mismo tiempo. A continuación describiremos las principales partes de un contador asíncrono de dos bits.
4. CONTADOR ASÍNCRONO DE 2 BITS FF trabajando en modo T, conectados a Vcc (5VDC) Conexión en cascada. La señal de reloj es proporcionada por la salida del FF anterior Reloj conectado únicamente al primer FF FF que da el bit menos significativo (LSB) FF que da el bit más significativo (MSB)
5. CONTADOR ASÍNCRONO DE 2 BITS CLK Q0 Q1 Explicación: La señal de reloj aplicada al FF0 produce cambios en la salida Q0 de manera basculante (Al estar en modo T o Toggle), en cada transición descendente. La señal Q0 es la que le da el pulso de reloj al FF1. Q1 va a alternar su valor de salida (también en modo T), por cada flanco descendente de Q0.
6. El contador de 2 bits, se dice que tendrá 2N estados, donde N es el número de Flip-Flops que tiene el contador. Por tanto 22= 4 estados.
7. CONTADOR ASÍNCRONO DE 3 BITS El funcionamiento del contador binario de 3 bits es el mismo que el contador asíncrono de 2 bits, descrito anteriormente. La diferencia es que está constituido por 3 FF. El contador de 3 bits, se dice que tendrá 23 estados, por tanto 23= 8 estados.
9. RETARDO DE PROPAGACIÓN Los contadores asíncronos, como se dijo al inicio de este tema, son llamados contadores con propagación, debido a que el pulso de reloj que ingresa al primer FF no llega inmediatamente al segundo FF. Esto mismo aplica para el pulso que llega al tercer FF proveniente del segundo FF. Cuando hablamos de que no llega inmediatamente el pulso aplicado en la entrada hacia la salida, esto es debido al retardo de propagación, que recorre el interior del FF hasta llegar a la salida.
11. CONTADOR DE DÉCADAS ASÍNCRONO El módulo de un contador es el número de estados que se cuentan sin repetirse. Como vimos en el contador de 2 bits, el módulo es 4, por contar 4 estados. En el contador de 3 bits, el módulo es 8 por contar 8 estados. En el caso de tener un contador de 4 bits, el módulo sería de 16. Pero, ¿Cómo podemos hacer un contador de 10 estados o módulo 10? R= Truncando la secuencia natural de un contador de módulo 16.
12. CONTADOR DE DÉCADAS ASÍNCRONO Para truncar secuencias, la solución la proporciona el uso de las compuertas AND y NAND. Generalmente se utiliza la compuerta NAND. Recordemos su tabla de la verdad (2 entradas): Notemos que estas compuertas proporcionan una única salida cuando ambas entradas están a nivel alto. Propiedad valiosa para proporcionar un oportuno RESET presente en los FF
13. CONTADOR DE DÉCADAS ASÍNCRONO La norma para truncar una secuencia es decodificar el estado siguiente en el que se desea proporcionar un RESET o reiniciar la cuenta en 0. Bajo esta sencilla norma, si queremos contar hasta diez (0 a 9), se debe decodificar el estado siguiente (10) y mediante una compuerta NAND conectar su salida hacia los pines de RESET de todos los FF. Veamos el siguiente circuito:
14. CONTADOR DE DÉCADAS ASÍNCRONO Obsérvese que se ha decodificado el estado 10, produciéndose un RESET a todos los FF:
17. GUÍA DE EJERCICIOS Realice un contador (asíncrono y luego síncrono) de módulo: 9, 10, 5, 6 y 7, con FF JK. Visualice los resultados en números decimales. Realice un contador en cascada (JK), cuya unidad, cuente del 0 al 9 y la decena, del 0 al 5. Visualice los datos en decimal. Realice el mismo diseño anterior, utilizando el CI 7493. Diseñe un divisor de frecuencia de 1MHz de entrada en 500 kHz y 250 KHz.Diseño libre.
18. GUÍA DE EJERCICIOS Se tiene un registro de 5 bits, proveniente de un contador de 5 bits (asíncrono). Dicho registro se compara con el valor de un set point (registro fijo), cuyo valor es de 25. Cuando el registro del contador sea igual al set point, debe reiniciar su cuenta. Se tiene un sistema empaquetador de botellas, cuya caja se llena con 24 botellas. Alcanzado este número, la caja se desplaza, permitiendo colocar una caja vacía. (Motor correa caja= 1 (0n) 0 (Off). Diseño libre.
