2.3 đŸ›ïž Klassische DezimalzĂ€hler

Hier wird Old-School ZĂ€hler bauen behandelt. In Digital gibt es ZĂ€hlerbaustein mit Enable und synchronem Clear, der das ZĂ€hler-Bauen sehr vereinfacht.

CTR DIV10 selber bauen mit Endlichem Automat in Digital

CTRDIV10 als Endlicher Automat

Noch ein paar AusgĂ€nge dran fĂŒr Z als 4er BĂŒndel, Signal bei CT=0 und CT=9 und einem asynchronen Reset.

CTRDIV10 Schaltung

Als benutzerdefiniertes Bauteil einsetzen

Den Selbstbau-ZĂ€hler als Benutzer-Bauteil in Schaltung aus probieren:

Baue damit zweistelligen ZĂ€hler von 00..99?

Selbstbau CTR DIV10 in Schaltung
Selbstbau CTR DIV10 in Schaltung

Zweistelliger ZĂ€hler von 00..99

Der ĂŒbliche Denkfehler

Habe ich auch schon in Abi-Lösungsvorschlag gefunden, bei 9 den Takt zur nĂ€chsten Stelle mit Und-Gatter durchschalten, erschĂŒtterndes Ergebnis: Nach 08 -> 19 -> 20. Im Digitalsimulator ist Timingdiagramm mit Einzelgatterschritten aktiv. SchĂŒler sollten das Timingdiagramm auch auf Papier zu Wege bringen können 😁.

Denkfehler: CT=9 mit Takt verknĂŒpfen

In der klassischen Ausbildung kannte man noch Master-Slave-FlipFlops mit Zweiflanken-Steuerung, die bei der positiven Takt-Flanke die Werte ĂŒbernehmen, aber erst bei der negativen Flanke ausgegeben, dort treten die Probleme der heutigen Einflanken FF nicht auf, hier eine Modifikation zur Demonstration, in “alter” Technik kein Denkfehler:

Rettungsversuch mit Taktverzögerung

CT=0 und Takt 3 Gatterzeiten verzögern

ZĂ€hlerstufen asynchron koppeln

Leider startet dadurch der ZĂ€hler beim Einschalten mit 10, kann mit PowerOn-Reset behoben werden..

Asynchrone Kopplung Zehner nach Einer mit CT=0

Die Stellen schalten nicht exakt synchron zum Takt um, je weiter links desto spĂ€ter (wir sind in einem Zeitbereich von wenigen Gatterzeiten also < 1”s), wann ist das ungĂŒnstig?

Verwenden der ZÀhler aus Digital erleichtert synchrone Lösung

ZĂ€hler aus Digital verwenden

In Digital ZÀhler mit 4Bit Ausgang nehmen. Der clr-Eingang (Clear) ist synchron zum Takt, wenn aktiv wird bei der nÀchsten steigenden Taktflanke auf 0 geschaltet, daher mit dem Und ein CT=9 Signal erzeugen und von 9 nach 0 springen.
Der en-Eingang (Enable) steuert die BerĂŒcksichtigung von positiven Taktflanken an C. Nur wenn en=1 ist, werden Flankenwechsel von 0->1 berĂŒcksichtigt. Das Umschalten der ZĂ€hlstufen ist synchron zum Takt.