JK-FFを使う非同期10進・2進カウンタについて

質問

閲覧ありがとうございます。
タイトル通り、JK-FFを用いた非同期10進カウンタ・非同期2進カウンタの回路図が分かりません。
ご回答よろしくお願いいたします。

回答No.3

seipiron

非同期なので勘が鈍ってますが、、

※非同期２進数カウンタをJF-FFで作るには
１）まず最下位ビット（BIT0)
JK-FF１つで、FFJ=1,K=1固定とし大元のクロックを入れるとQ出力がクロック毎にトグル（０，１の変化を繰り返す）

２）BIT０のJK-FFのQ出力を、次段BIT１の（JK-FFJ=K=1固定）クロックにつなげると、（ここが非同期）
２BITの４進カウンタ

３）繰り返し、所望の数だけつなげていく。

※非同期10進カウンタ
純粋にいうと非同期なら”解なし”と思います。

説明が難しいですが、
まず非同期２進カウンタ・４ビットで１６進カウンタになります。これを（A)とします。これに手を加えることにします。

JK-FFでJ=0、K=1でクロックを入れると０（クリア）に成ることを利用して、（A)の４ビット出力が１０進数で９（１００１）となる場合に
０となる論理、not (Q3 & not Q2 & not Q1& Q0 )をすべてのJに入力する。。。。これで”同期”型ならOKなのですが、非同期の場合、各FFの遷移が順に発生しますので、Q0→０となった瞬間に、次段以降にJ=0が伝達しません。

解があるとすると、１０進数で１０（２進で１０１０）となる条件
not (Q3 & not Q2 & Q1& not Q0 )を各FFの/ｃｌｒ（不論理）端子に入力
こうすると、非同期カウントが０，１，...，９の次の１０になった瞬間に０に戻りますので、一応回路としては完成します。

いかがでしょうか

回答No.2

zi-hua

７４シリーズTTL-ICだと、
７４９０が非同期１０進（ＢＣＤ）カウンタですね。
これは初段が２進、後段５進カウンタになっています。
最終段のＲＳＴ－ＦＦは、そのままＪＫ－ＦＦに読み替え可能です。
ＱＡをＣＫＢに繋ぐと１０進カウンタになります。

ＪＫ－ＦＦで２進カウンタを作るのは簡単で、
Ｊ，Ｋ入力ともにアクティブでクロックが入ると、
出力は反転します。これで２進カウンタ。
Ｊ，ＫともにＨアクティブの場合、ＴＴＬ－ＩＣなら、
Ｊ，Ｋ入力をオープンにしてクロックを入れると２進カウンタです。
あまり推奨される使い方ではありませんが。

最近は非同期式の回路を使うことはあまりありません。
各ビットごとにタイミングがずれるからです。
たとえば、非同期カウンタの出力をデコードすると、
変化した一瞬、出力がばたつきます。
（最下位ビットから順繰りに出力が変化するため）
こうした問題からタイミング設計が非常に難しくなるので、
同期式の回路を使うわけです。
同期式なら、クロックのタイミングで一斉に全ビットが変化するので、
「ばたつき」は発生しません。（メタステーブルはあるけど）

７４シリーズＩＣを組み合わせてロジックを作っていた昔は、
簡単かつ低速な回路であれば、非同期式を用いることもありましたが、
最近のＰＬＤによるロジック設計では同期式を使うことがほとんどです。
（というより、Ｎｏ．１さんのおっしゃるとおり、
普通に設計してたら同期式になります）

参考URL：

http://www.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/sn74ls90.pdf

回答No.1

Tacosan

「非同期 2進カウンタ」って意味がわからんけど.... ふつ～に作ったら同期式になるような気がする.
さておき, 非同期 10進カウンタを作るならとりあえず非同期 16進カウンタ作っててきとうなタイミングでクリアすればいい. クリアのタイミングをクロックに同期させるべきかどうかは知らん.