Calcolatori elettronici I - Contatore MOD 40

Contatori modulo e codifica binaria

Ogni contatore modulo X riesce a contare fino a X-1 decimale e ha bisogno del logaritmo in base 2 di X cifre per codificare quel numero in binario. Con N contatori puoi codificare fino a N moltiplicato per quel logaritmo.

Utilizzo di contatori modulo 16

Con due contatori modulo 16 disponi di 8 cifre per la codifica in binario, quindi puoi coprire un intervallo che va da 0 a (cioè 255). Nel disegno, il contatore di sinistra tiene il conto delle cifre meno significative mentre quello di destra di quelle più significative; quindi mentre il contatore di sinistra fa un giro completo da 0 a 15, quello di destra sta fermo fino a quando quello di sinistra non ritorna in 0 e in questo momento quello di destra avanza di un ciclo.

Puoi immaginarti che quello di sinistra è quello più veloce, mentre quello di destra deve aspettare un ciclo intero di quello di sinistra per avanzare di un conteggio. Tenendo conto di ciò possiamo capire che il contatore di destra (delle cifre più significative) si deve attivare (e quindi avanzare di un conteggio) quando è alto il div 16 del contatore di sinistra, ovvero quando quest’ultimo si trova in 1111.

Funzionamento sincrono

Il prof ci ha ricordato che sono macchine sincrone, infatti in entrambe entra lo stesso segnale di clock in parallelo, quindi nel momento in cui il div 16 viene alzato a sinistra, l’enable (cioè la porta che attiva il conteggio) del contatore di destra riceve il segnale solo al clock successivo. Bisognerebbe andare a ripetere questo aspetto che non ricordo del div rispetto al ripple per capirne il funzionamento.

Quindi collegando il div 16 di sinistra con l’enable di destra, questo sistema di contatori fa quello che vogliamo noi, c’è solo il problema di renderlo modulo 40 e di non farlo proseguire fino a 255 (infatti così è un modulo 256).

Modulo 40

Per fare questo dobbiamo resettarli grazie a un div 40, cioè una porta che diventa 1 quando il sistema si trova allo stato 39, cioè quando y0, y1, y2 e y5 valgono 1 e y3, y4, y6 e y7 valgono 0; in questo caso non c’è bisogno di tener conto anche di quando vale zero perché se y0, y1, y2 e y5 valgono 1 siamo sicuri al 100% che sia 39 (in questo caso). Dunque si crea un div 40 con le entrate sopracitate e si collega ai reset dei due contatori (sono contatori sincroni e non hai bisogno di fare un AND con il segnale di clock ck).

Con la tabella puoi capire il comportamento che la macchina dovrebbe avere (attento però che le uscite del contatore di sinistra stanno a destra e viceversa).