Contadores Sincronos

CONTADORES SINCRONOS El contador síncrono o lleva una conexión un tanto diferentes sobre los FF, esto puede aumentar su complejidad, pero es la única manera de obtener el menor retraso posible para operar de manera confiable y alcanzar mayores velocidades de conteo. En los contadores síncronos, todos los FF cambian al mismo tiempo, lo que reduce la propagación a un solo valor (el tiempo que tarda en cambiar de estado un solo FF). Al comparar el circuito síncrono y el asíncrono, podremos observar diferencias muy marcadas: 1. En este circuito, todas las entradas de reloj están conectadas a un mismo punto, logrando así que la señal de reloj sea la misma para todos los FF del contador. 2. Únicamente el primer BIT (FF) tiene sus entradas "J-K" conectadas a V+, y por consiguiente, será el único que se complemente libremente, los demás dependen de una combinación en las salidas para poder complementarse. 3. Es primordial el uso de otro tipo de circuitos digitales además de los FF, en este caso, un par de compuertas AND, una de dos entradas y una de tres entradas. Algunas de las ventajas de este tipo de contadores sobre los asíncronos radica en que todos los FF sin importar cuántos sean, cambian al mismo tiempo, sincronizados por la señal de reloj. Una ventaja derivada de la primera es que el tiempo de propagación se reduce al mínimo, ya que el conteo sólo debe propagarse por una o dos compuertas y un FF (Ya que cambian al mismo tiempo, y no dependen de otro FF para operar). Por lo que el retardo de estos contadores va a ser mucho menor al de un contador asíncrono con el mismo número de FF (BITS).

CONTADORES ASINCRONOS En este caso se seguira la conexión de cuatro FF tipo J-K para formar un contador asíncrono de 4 BITS, comúnmente conocido como Contador de Rizo de 4 BITS. Se basa en este funcionamiento.

El funcionamiento de este circuito se basa en cuatro puntos importantes: 1. A los pulsos de reloj sólo son aplicados a la entrada CP (Clock, reloj) del primer Fip-Flop. Teniendo en cuenta que es un FF tipo "J-K", y que estas dos entradas se encuentran en un nivel alto (Conectadas a V+), el FF realizará la función de complemento o "Toggle", conmutando sus salidas con cada pulso de la señal de reloj. El cambio puede ser controlado por transiciones positivas o negativas de la señal de reloj, esto depende únicamente del tipo de entrada del FF. 2. La salida del primer FF (Primer BIT) actúa como pulso de reloj para el siguiente FF (Segundo BIT), y así sucesivamente hasta llegar al cuarto FF. De esta manera se logra que un FF sólo pueda cambiar de estado cuando el anterior le proporcione la transición correcta a su entrada. 3. Las salidas de los FF representan el número binario de 4 BITS, Obteniendo del primer FF el LSB (Dígito menos significativo), y del último el MSB (Dígito más significativo). Al comenzar la cuenta, teóricamente las salidas de los FF deben estar en cero, esto nos da e número 0000, esto puede lograrse con las entradas de "Restablecer" (RESET), las cuáles no son mostradas en el diagrama. La tabla 1, muestra la secuencia de conteo desde el número 0000 al 1111. 4. Una vez que ha llegado el quinceavo pulso de entrada, el contador se encontrará en la cuenta máxima para 4 BITS, es decir 1111, al llegar el siguiente pulso, el contador volverá a la posición original de 0000, Esto supone un ciclo completo del contador y se conoce como el "reciclado" de la cuenta.

El diseño de contador, es conocido como "Contador Asíncrono", debido a que los cambios de estado en los FF son asíncronos con respecto a la señal de reloj, es decir, no ocurren al mismo tiempo que cambia la señal de reloj. El único que obedece directamente a los cambios de la señal de reloj es el primer FF. •

Cambio del primer FF = Señal de reloj

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Cambio del segundo FF = Primer FF + Señal de reloj

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Cambio del tercer FF = Segundo FF + Primer FF + Señal de reloj

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Cambio del cuarto FF = Tercer FF + Segundo FF + Primer FF + Señal de reloj.

Esta configuración nos permite observar que se produce un retraso en la propagación de la señal desde la entrada a la salida. Este es el uno de los "defectos" de los contadores de rizo, debido al retraso, este tipo de contadores tiene un límite en la frecuencia de reloj aplicada a su entrada, aunque los retrasos en los FF modernos son muy pequeños, y así si se aplica a la entrada una frecuencia muy alta, el contador no puede funcionar de manera correcta.