Zähler in der Digitaltechnik
Dieser Überblick, über die verschieden Zählerarten soll Ihnen helfen, eine passende Auswahl für Ihre Anwendung zu treffen:
Klassifikation - Zähler in der Digitaltechnik 2
Generell gilt für alle Zähler: Bei einer Anzahl von n Speicherglieder spricht man von einem n-Bit-Zähler. Üblich sind 4-Bit-Zähler (zählt bis 15Dez) und 8-Bit-Zähler (zählt schon bis 255Dez). Diese Zähler lassen sich hintereinanderschalten, so dass der mögliche Zählwert erweitert werden kann.
Asynchroner Zähler
Beim Asynchronzähler wird die zu zählende Flanke (aufsteigende oder abfallende Flanke) des Eingangssignals von Speicherglied zu Speicherglied weitergereicht.
Digitaltechnik - Asynchroner Zähler aus T-Flipflops
Vorteil dieses Asynchronzählers: Einfacher Aufbau
Nachteil: Laufzeitverzögerungen in den Speicherelementen, da evtl. Änderungen der Flipflops vom Anfang zum Ende des Zählers weitergereicht wird.
Synchroner Zähler
Beim Synchronzähler liegt das zu zählende Eingangssignal bzw. Trigger-Signal an jedem Speicherglied (in der Regel JK-Flipflops) gleichzeitig an. Durch entsprechende Logik durch die UND-Glieder schalten nicht alle JK-Flipflops gleichzeitig, sondern es wird ein Binärcode erzeugt.
Digitaltechnik - Synchroner Zähler mit JK-Flipflops
Vorteil des synchronen Zählers: schneller wie der synchrone Zähler, da das Trigger-Signal an jedem Speicherglied gleichzeitig ansteht und nicht, wie beim asynchronen Zähler, weitergereicht werden muss.
Nachteil: Komplexerer Aufbau
Modulo-n-Zähler
Ein Modulo-n-Zähler zählt von 0 bis zum Wert n. Beim Zählwert wird dann auf 0 zurückgesetzt. Damit steht n für die Anzahl der Zählschritte des Zählers. Beispiel: Ein BCD-Zähler kann als Modulo-10-Zähler bezeichnet werden, da er von 0 bis bis 9 zählt und dann (d.h. 10 Zählschritte besitzt) und dann auf 0 zurückschaltet.
Schaltzeichen Modulo 6 Zähler
Beispiel: Modulo-6-Zaehler für Anzeige einer digitalen Uhr
Für die Anzeige der Zehnerstelle von Minuten und Sekunden in Uhren soll ein Zähler entwickelt werdent, der von 0 bis 5 zählt und dann wieder auf 0 zurückspringt. Entwerfen Sie einen synchronen Zähler aus D-Flipflops, der bei Anliegen eines Taktsignals diese Zahlenfolge im Dualcode ausgibt!
Übungsaufgabe Modulo-n-Zähler
Nebenbedingung: falls beim Einschalten des Zählers die Ausgänge zufällig auf 6 (1102) oder 7 (1112) stehen, soll der Zähler beim nächsten Takt zurückgesetzt werden.
