Nell’articolo di oggi analizzeremo nel dettaglio il funzionamento del contatore semplice

Negli articoli precedenti abbiamo visto:

• Come funziona una CPU: progetto di circuiti logici #0
• Come funziona una CPU: Flip-Flop SR asincrono #0.1
• Come funziona una CPU: Flip-Flop sincrono #0.1.1
• Come funziona una CPU: Flip-Flop D #0.1.2
• Come funziona una CPU: Flip-Flop Master-Slave #0.1.3
• Come funziona una CPU: Modello di Huffman #0.2
• Come funziona una CPU: progetto di circuiti sequenziali sincroni #0.2.1
• Come funziona una CPU: progetto dei circuiti logici #0.3
• Come funziona una CPU: porte logiche operanti su parole #0.3.1
• Come funziona una CPU: multiplexer #0.3.2
• Come funziona una CPU: decodificatore #0.3.3
• Come funziona una CPU: codificatore (encoder) #0.3.4
• Come funziona una CPU: codificatore prioritario (priority encoder) #0.3.4.1
• Come funziona una CPU: sommatore full-adder #0.3.5
• Come funziona una CPU: sommatore Ripple Carry Adder #0.3.5.1
• Come funziona una CPU: sommatore seriale #0.3.5.2
• Come funziona una CPU: Sommatore con carry-lookahead #0.3.5.3
• Come funziona una CPU: ALU spiegata in modo semplice #0.3.5.4
• Come funziona una CPU: comparatore #0.3.5.5
• Come funziona una CPU: registro a m-bit #0.3.6
• Come funziona una CPU: registro a scalamento (Shift Register) #0.3.6.1

Il contatore è un Registro, inizializzabile ad un certo valore (grazie ad un segnale di Clear), con un certo parallelismo di n-bit (visibili all’esterno grazie alle uscite dei Flip-Flop). Presenta inoltre un segnale Count di conteggio il quale, una volta attivato, fa incrementare (o decrementare) il valore memorizzato nel Contatore di un dato passo.

Evolvono attraverso k-stati in risposta a k-impulsi in ingresso. Tipologie:

• Up-down counter:
  • possono contare avanti e indietro;
• Programmable counter:
  • il valore del modulo può essere modificato;
• Binary/decimal/gray/BCD counter:
  • possono contare in binario/decimale/ gray/BCD;

Contatore semplice

Consideriamo un Contatore modulo-16, cioè capace di contare fino a 15 (in quanto provvisto di 4 Flip-Flop).

Quando il valore memorizzato al suo interno è pari a 15, se si attiva il segnale di Count, esso ritorna a 0. Può esserci un segnale di Terminal Count che vale 1 quando il valore memorizzato nel Contatore è massimo.

Si noti che vale la seguente uguaglianza:

nflipflop = nbit = log2 modulo

grazie alla quale si determina il numero minimo di Flip-Flop necessari per costruire un Contatore che riesca a contare fino ad un valore X = modulo − 1. Quindi è possibile connettere più Contatori in cascata per costruire un Contatore di modulo maggiore! Due Contatori modulo-16 connessi in cascata danno vita ad un Contatore modulo-256 (perché per ogni contatore si hanno a disposizione 4-bit, per un totale di 8-bit nonché 28 possibili valori rappresentabili, da 0 fino a 255).

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