4040 Binärzähler, 12-stufig (÷ 4096), asynchron
Beschreibung
Der 4040 ist ein binärer Asynchronzähler (eng.: Ripple Counter), der unter Verwendung positiver Logik aufwärts zählt.
Anwendung
Zähler-Steuerungen, Frequenzteiler, Zeitverzögerungs-Schaltungen
Betrieb
Der Reset-Eingang wird normalerweise auf Low gehalten. Jedes mal, wenn sich der Takt von High auf Low ändert , schreitet der Zähler um eine Zählung weiter. Der Q1-Ausgang teilt den Eingangstakt durch 21 = 2. Der Q2-Ausgang teilt den Eingangstakt durch 22 = 4. Der Q3-Ausgang teilt den Eingangstakt durch 23 = 8, bis zum Q12-Ausgang, der durch 212 = 4096 teilt.
Liegt der Reset-Eingang auf High, gehen alle Ausgänge auf Low und verbleiben hier, bis Reset wieder auf Low zurückkehrt.
Da es sich um einen „Ripple“-Zähler handelt, ändern sich die Ausgänge in sequentieller Reihenfolge und es werden sich falsche Zählungen während der Einstellzeit ergeben.
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Keine Änderung |
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Schreitet zum nächsten Zustand weiter | |
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Alle Ausgänge = L |
Daten
| Maximale Eingangsfrequenz | 40 MHz |
Exkurs Dualsystem
Das Dualsystem oder auch Binärsystem ist ein Zahlensystem bei dem im Gegensatz zum Dezimalsystem nur zwei Ziffern verwendet werden. Im herkömmlich verwendeten Dezimalsystem werden die Ziffern 0 bis 9 zur Darstellung von Zahlen verwendet, beim Dualsystem ist dies anders hier werden Zahlen nur mit den Ziffern 0 und 1 dargestellt.
Für den Menschen hat dieses System einen entscheidenden Nachteil im Dualsystem Dargestellte Zahlen können enorm lang werden, für die maschinelle Verarbeitung hat das System jedoch erheblich Vorteil da nur zwei Zustände geprüft werden müssen.
Genau wie beim Dezimalsystem handelt es sich beim Dualsystem um ein Stellenwertsystem, bei dem als Basis die 2 verwendet wird, das herkömmlich verwendete Dezimalsystem besitzt die Basis 10. Weitere Beispiele für Stellenwertsystem sind das Oktalsystem mit der Basis 8, das Hexadezimalsystem mit der Basis 16 und das Sexagesimalsystem mit der Basis 60 das bei der Bestimmung von Minuten und Sekunden Anwendung findet. Die Darstellung der Zahl 170 würde im Dualsystem so aussehen 1010 1010. Die Umrechnung in das für den Menschen besser verständliche Dezimalsystem wird wie folgt durchgeführt.
1x27=128+ 0x26=0+ 1x25=32+ 0x24=0+ 1x23=8+ 0x22=0+ 1x21=2+ 0x20=0
Schon an diesem Beispiel ist ersichtlich das Zahlen im Dualsystem für den Menschen nicht wirklich handhabbar sind.
Aber kommen wir zurück zu dem 12-stufigen Zähler 4040. In der folgenden Tabelle sind die ersten und die letzten vier Dualzahlen aufgeführt, da es nicht besonders hilfreich wäre alle 4096 Dualzahlen hier aufzuführen.
| 211 | 210 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | Dezimal |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 3 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 4092 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 4093 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 4094 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4095 |
Im zweiten Teil dieser Serie werden ich einige Schaltungbeispiel vorstellen um die Funktion dieser IS zu verdeutlichen.
Links
Da die dargestellten Schaltungen und Programme nur dem Grundverständnis dienen sollen, kann ich für die Funktion keine Gewähr übernehmen.
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