مدار شمارنده (Counter Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)

انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :

مدار شمارنده (Counter Circuit) :

مدار شمارنده (Counter Circuit) یک مدار دیجیتال ترتیبی (Sequential) است که تعداد پالس های ورودی را شمارش کرده و نتیجه را به صورت یک کد باینری یا BCD (Binary Coded Decimal) در خروجی نشان می دهد. شمارنده ها بلوک های ساختمانی اساسی در بسیاری از سیستم های دیجیتال هستند.

انواع شمارنده ها:

⭐ بر اساس نوع کلاک (Clock):

⭐ شمارنده آسنکرون (Asynchronous) یا ریپل کانتر (Ripple Counter): در این نوع، خروجی هر فلیپ فلاپ به عنوان کلاک فلیپ فلاپ بعدی استفاده می شود. این ساده ترین نوع شمارنده است، اما با افزایش تعداد بیت ها، تأخیر انتشار (Propagation Delay) جمع شده و ممکن است در فرکانس های بالا خطا ایجاد کند.

⭐ شمارنده سنکرون (Synchronous): در این نوع، تمام فلیپ فلاپ ها توسط یک کلاک مشترک هدایت می شوند. این طراحی پیچیده تر است اما بسیار سریع تر عمل می کند و مشکل تأخیر آسنکرون را ندارد.

⭐ بر اساس جهت شمارش:

⭐ شمارنده پیشرونده (Up Counter): از صفر شروع کرده و با هر پالس کلاک یک واحد افزایش می یابد.

⭐ شمارنده پس رونده (Down Counter): از یک مقدار حداکثر شروع کرده و با هر پالس کلاک یک واحد کاهش می یابد.

⭐ شمارنده دوطرفه (Up/Down Counter): می تواند هم پیش رونده و هم پس رونده کار کند (با یک پایه کنترل).

⭐ بر اساس مدول (Modulus): شمارنده ها معمولا تا یک مقدار خاص شمارش کرده و سپس ریست می شوند. شمارنده مدول-n (یا modulo-n) تا n شمارش کرده و سپس به صفر برمی گردد. برای مثال، یک شمارنده مدول-۱۰ (ده دهی) اعداد ۰ تا ۹ را شمارش می کند.

آی سی های شمارنده معروف:

⭐ 74LS90: یک شمارنده مدول-۱۰ آسنکرون.

⭐ 74LS93: یک شمارنده مدول-۱۶ (۴ بیتی) آسنکرون.

⭐ 74LS191: یک شمارنده ۴ بیتی سنکرون قابل برنامه ریزی (up/down).

⭐ CD4017: یک شمارنده ده دهی جانسون (Johnson counter) با ۱۰ خروجی که به ترتیب فعال می شوند.

کاربردها: شمارش محصولات روی تسمه نقاله، تقسیم فرکانس، تولید تأخیر زمانی، آدرس دهی حافظه، ساخت ساعت دیجیتال، و به عنوان بلوک اصلی در شمارنده های فرکانس (Frequency Counters).