논리회로 10 카운터

논리회로 09장

목차

1. 비동기식 카운터
2. 동기식 카운터
3. 기타 카운터
4. IC 카운터
5. 카운터의 응용

01 비동기식 카운터

• 카운터 : 숫자를 세는 것

• 플립플롭의 동작을 시켜주기 위해서는 클록펄스를 넣어줘야 출력 Q가 액션이 취해지는데, 이 클록펄스를 모든 플립플롭에 넣어주는게 동기식이고 이가 아닌 것들은 모두 비동기식

• 비동기식 카운터는 첫 번째 플립플롭의 CP입력에만 클록펄스가 입력되고, 각 플립플롭의 출력을 다음 플립플롭의 CP입력으로 사용한다.

• 비동기식은 지연시간이 크다. 만일 4번째 플립플롭이 작동하려면 4번의 지연시간이 있어야함.
  • 반대로 동기식은 플립플롭의 개수에 상관없이 클록펄스가 동시에 들어감. 출력이 바뀌려면 그냥 클록펄스가 바뀌면됨.
  • 그치만 동기식의 경우 회로가 복잡함.
  • 비동기식은 카운터를 만들어주려면 Q출력을 다음 상태의 입력으로만 넣어주면 상향 카운터가 된다. 게이트 필요 없이. 그래서 회로가 간단함.
    • 쉬운 설명
      • 1. 카운터란? 숫자를 세는 기계
      • 1. 플립플롭이란 ? 0 또는 1 하나를 저장하는 상자
      • 1. 비동기식 카운터는 어떻게 만들까? 플립플롭을 줄줄이 연결하면 됨.
      • 1. 왜 Q를 다음 플립플롭에 연결하는가?
           • 도미노를 생각해보자. 1번이 넘어지면 2,3,4… 줄줄이 넘어짐.
           • 이런 느낌으로 비동기식 카운터도 Q0이 변하면 Q1,Q2…이렇게 앞에있는게 뒤에 있는걸 움직임.
      • 1. 게이트가 필요없다?
           • 동기식 카운터는 AND, OR, NOT 게이트를 써야함.
           • 비동기식 카운터는 Q0 -> 다음 플립플롭, Q1 -> 다음 플립플롭 이런 선만 연결하면 됨. 그래서 “회로가 간단함”
      • 한 문장 정리
        • 비동기식 카운터는 첫 번째 플립플롭이 움직이면 두 번째도 움직이고, 두 번째가 움직이면 세 번째도 움직이도록 줄줄이 연결한 숫자 세기 회로
• modulo(mod)란 무엇인가?
  • 몇 개를 세고 다시 처음으로 돌아오는가
  • ex. 시계의 경우 12까지 세고 다시 1로 돌아가므로 mod-12

• 만일 카운터가 00 01 10 11 -> 00이렇게 동작한다면 상태가 4개임 따라서 mod-4 카운터 라고 부른다.

• 카운터는 상향 카운터와 하향 카운터가 있다.
  • 카운터의 목적 : 숫자를 세는 방향이 따라 종류가 나뉨
    • 상향 카운터 : 숫자가 점점 커짐
    • 하향 카운터 : 숫자가 점점 작아짐
    • 즉, 카운터는 숫자를 세는 회로인데, 숫자를 위로 셀지(상향) 아래로 셀지(하향)에 따라 종류가 나뉜다.

• 비동기식 카운터는 JK플립플롭 또는 T플립플롭을 사용하여 구성

• 각 플립플롭은 클록펄스의 하강 에지에서 변화한다.
• Q출력을 다음의 클록펄스로만 넣어주면 상향 카운터!

-> 이런식으로 하강에지일때 변화함.