شمارنده ها – نمونه سوال امتحانی ۱

در این ویدئوی آموزشی به حل یک نمونه سوال امتحانی از مبحث شمارنده ها خواهیم پرداخت.

کیفیت فیلم بصورت پیش فرض بر روی حالت low تنظیم شده است و شما می توانید با استفاده از گزینه HD، این آموزش را با بالاترین کیفیت مشاهده نمایید.

شما می توانید با استفاده از گزینه “متن فیلم”، متن مربوط به حل سوال را مشاهده کنید.

//******************************************************************************************************************************************//

پیشنهاد می شود قبل از مشاهده این آموزش، مروری بر مباحث شمارنده ها و فلیپ فلاپ ها داشته باشید. انتظار می رود پس از حل این سوال، شما درک مناسبی از مبحث مطرح شده در این آموزش پیدا کنید.

صورت سوال از این قرار است: خروجی های مدار شکل رو به رو را به دست آورید. فرض کنید در آغاز کلیه فلیپ فلاپ ها در حالت Reset قرار دارند. در مورد عملکرد مدار توضیح دهید.

همانطور که می دانیم شمارنده همزمان شمارنده ای است که در آن تغییر وضعیت هر فلیپ فلاپ به فلیپ فلاپ قبل از آن بستگی دارد. به عبارتی پالس ساعت به طور همزمان به آنها اعمال می شود. با توجه به شکل، CLK ها در هر چهار فلیپ فلاپ به هم متصل است، بنابراین این مدار یک شمارنده همزمان است.

با توجه به صورت سوال، در ابتدا فلیپ فلاپ ها همه در حالت Reset قرار دارند بنابراین خروجی ها برابر صفر است. همانطور که در شکل مشاهده می کنید خروجی در فلیپ فلاپ A از پایه  گرفته شده، بنابراین خروجی فلیپ فلاپ ها در جدول به صورت رو به رو می شود.

ورودی J در فلیپ فلاپ A، به و ورودی K به متصل است. بنابراین در پالس t2، ورودی J در فلیپ فلاپ A برابر یک و K برابر صفر است و همانطور که گفته شد پالس ساعت به طور همزمان به فلیپ فلاپ ها اعمال می شود بنابراین ورودی فلیپ فلاپ B برابر خروجی فلیپ فلاپ A در پالس قبلی است.

پس با توجه به عملکرد فلیپ فلاپ JK، خروجی فلیپ فلاپ A و B برابر ۱ می شود و برابر ۰ خواهد بود و خروجی بقیه فلیپ فلاپ ها هم با توجه به فلیپ فلاپ های قبل از آنها برابر ۰ می شود.

در پالس t3، ورودی J در فلیپ فلاپ B برابر در پالس قبلی یعنی ۰ و برابر ۱ است. ورودی فلیپ فلاپ C هم برابر با خروجی فلیپ فلاپ B در پالس t2 می باشد. بنابراین خروجی B برابر ۰ و خروجی فلیپ فلاپ C برابر ۱ می شود. خروجی سه فلیپ فلاپ دیگر هم مطابق با پالس قبلی برابر با ۰ می گردد.

به همین ترتیب در پالس t4، با توجه به خروجی فلیپ فلاپ C در پالس t3، ورودی J در فلیپ فلاپ D برابر ۱ و K برابر ۰ می شود. همچنین ورودی فلیپ فلاپ C برابر ۰۱ خواهد بود. پس، چون J برابر ۱ و K صفر است، خروجی فلیپ فلاپ D برابر ۱ می شود و خروجی سایر فلیپ فلاپ ها برابر با ۰ خواهد بود.

در پالس پنجم ورودی J در فلیپ فلاپ E برابر ۱ و K برابر ۰ است و برای فلیپ فلاپ D، ۰۱ می باشد. بنابراین برابر ۱ و برابر ۰ می شود . به این ترتیب خروجی فلیپ فلاپ D از ۱ به ۰ و خروجی فلیپ فلاپ E از ۰ به ۱ تغییر وضعیت می دهد و خروجی سایر فلیپ فلاپ ها برابر با ۰ است.

در پالس t6، ورودی فلاپ فلاپ ها برابر با مقادیری است که با توجه به خروجی فلیپ فلاپ ها در پالس پنجم به دست آمد. به این ترتیب خروجی برابر با ۱ و بقیه فلیپ فلاپ ها ۰ می شود.

همانطور که می بینیم مقادیر در پالس ششم برابر با مقادیر در پالس t1 است. به این ترتیب از این پالس به بعد دوباره مقادیر تکرار می شوند. پس این شمارنده یک شمارنده حلقوی می باشد.