:TI-BASIS: Schaltwerke selbst erstellen

Bisher haben wir mit vorgefertigen Zählern gearbeitet. Die verfügbaren Zähler waren nur mit einem Teilverhältnis einer 2er Potenz erhältlich.

Problem: Ein Zähler modulo 3 (CTR DIV 3), Zählt 0,1,2,0,1,... wird benötigt. Hier eine mögliche Lösung mit Zähler modulo 4 und asynchronen Reset bei Zustand 3:

Betrachte Timing mit Gatterdurchlaufzeit die nur gering kürzer ist wie die Taktzeit.

Timingdiagramm (Impulsdiagramm)

CLK	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Q0	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Q1	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Q0 & Q1	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Zustand	0 1 2 3 0 1

Zustandsdiagramme

Obgleich der Zähler nur 0,1,2 zählen soll, ist für zwei Gatterzeiten der Zustand 3 am Ausgang vorhanden. Bei vielen Anwendungen z.B elektronischer Würfel oder Lauflicht spielt dieser kurze "Fehlzustand" keine Rolle. Nach dem Reset (durch Power On) startet der Zähler im Zustand S0. Bei steigender Taktflanke CLK wechselt er in Zustand S1, S2, S3. Der Zustand S3 wird ohne weiteres Ereignis in Richtung S0 verlassen. Normalerweise werden die Kanten bei synchronen Schaltwerken nicht mit dem Takt beschriftet. Hier soll jedoch der asynchrone Zustandswechsel aus S3 hervorgehoben werden.

Realisierung mit Moore-Schaltwerk

		Beschreibung des Vorbereitungsschaltnetzes (VSN) durch eine Wertetabelle (Funktionstabelle) namens Zustandsübergangstabelle: Jetzt-Zustand Folgezustand State Z1 Z0 Z1' Z0' S0 0 0 0 1 S1 0 1 1 0 S2 1 0 0 0   1 1 x x
Der Takt muss nun nicht mehr berücksichtigt werden

Realisierung mit Modulo 4 Zähler und synchronem Clear

Mit dem CLR CT=0 Eingang lässt sich der Zähler erst bei der nächsten steigenden Taktflanke zurücksetzen. Nebenstehende Beschaltung realisiert einen Modulo 3 Zähler.