Abtippen festigt

Das hat sich schon bei Einführung Betriebssysteme gezeigt. Also:

Zähler

Zähler sind eine besondere Form eines Schaltwerkes.Besonderheit ist dabei, dass die von einem externen Taktsignal gesteuerten inneren Zustände üblicherweise immer in der gleichen Reihenfolge ablaufen und sich dann zyklisch wiederholen. Daher lassen sie sich häufig einsetzen, um Schaltwerke mit regelmäßiger Abfolge der Zustände möglichst einfach aufzubauen. Da die Ausgangssignale eines Zählers eine niedrigere Ausgangsfrequenz haben als das Taktsignal, lassen sich Zähler auch als Frequenzteiler einsetzen.
Die Grundfunktion eines Zählers ist die eindeutige Zuordnung zwischen der Anzahl eingegebener Taktimpulse und dem Zustand. Der Zustand ist die Codierung einer Zahl. Der Zustand ist gleichzeitig Ausgang. Der Zähler ist ein entarteter Automat, da Zustand und Ausgang identisch ist. Es sollen hier nur spezielle Formen von Zählern behandelt werden. Synchrone Zähler, d.h. die Steuerung erfolgt synchron durch einen gemeinsamen Takt. Weiterhin werden nur Binärzähler betrachtet, bei denen der Zählerstand durch eine Dualzahl codiert ist.

Grundstrukturen von Zählern

Eine Dualzahl mit N bit spannt den Zahlenbereich von 0 bis 2^N-1 auf. Aufgrund der festen Wortlänge wird nach Überschreiten der größten Zahl wieder bei 0 fortgesetzt. Ein solcher Zähler wird deshalb als Modulo 2^N-Zähler bezeichnet. Auf Grund des periodischen Verlaufs mit der Periode 2^N wird ein solcher Zähler auch als 2^N-Teiler bezeichnet.
Anhand der Codierung des Zählerstandes als Dualzahl können einfache Regeln zur Änderung der Zustandssignale abgeleitet werden, die für die Realisierung hilfreich sind.

Regel:
Bei einem Zähler (genauer Vorwärtszähler) ändert eine Ausgangsvariable zi ihren Wert, wenn die Variable zi-1 von 1 auf 0 geht. Daraus folgt, dass eine Ausgangsvariable zi immer dann ihren Wert ändert, wenn alle niedrigeren Variablen zi-1 ... z0 den Wert 1 besitzen und ein neuer Zählimpuls eintrifft.

Für die Darstellung eines Zählers als IEC-Schaltsymbol gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann im Blockbeschreibungsfeld in Verbindung mit den Buchstaben "CTR" (Counter) die Anzahl der Bits angegeben werden. Diese Darstellung impliziert, dass es sich um einen synchronen binären Vorwärtszähler (Zeichen +) handelt. Alternativ ist die Bezeichnung "CTRDIV" (Counter/Divider) gefolgt von der Anzahl der genutzten internen Zustände möglich. Bei der Kennzeichnung der Ausgänge ist entweder die Gruppierung in Verbindung mit dem Symbol "CT" (Content) und numerierten Ausgängen oder die Andeutung der internen Flip-Flops mit implizierter Vorgabe der Wertigkeiten an den Ausgängen möglich. Man beachte, dass bei implizierter Reihenfolge der Ausgang mit der niedrigsten Wertigkeit nahe am Steuerblock gezeichnet wird, d.h. an oberster Position.

Zählerbausteine

Die CMOS- und TTL-Bausteinfamilien enthalten mehrere synchrone Zählerbausteine mit 4 oder auch 8 bits. Neben dem Takteingang sind immer noch weitere Steuereingänge vorhanden. Es ist nahezu immer ein Reset-Eingang vorhanden. Einige Zählerbausteine enthalten zusätzliche Eingänge (LOAD + Dateneingänge), die dazu genutzt werden können, den Zähler synchron mit einem extern vorgebbaren Wert zu laden. Als ein typischer Zählerbaustein soll hier der Baustein 74LS163 vorgestellt werden.
Weitere Ein- und Ausgänge bei diesem Baustein ermöglichen die Kaskadierung von Zählern. Die wichtigsten dafür benötigten Eingänge sind Clock-Enable-Eingänge. Weiterhin ist eine UND-Verknüpfung integriert, welches das Auftreten eines Übertrages anzeigt (RCO). Um vielseitige Kaskadierungsmöglichkeiten zu erhalten, werden zwei unterschiedliche UND-verknüpfte Count-Enable-Eingänge bereitgestellt, die mit ENP (Enable Parallel) und ENT (Enable Toggle) bezeichnet sind. ENP wirkt dabei nur auf die interne Freigabe der Flip-Flops. Dagegen wirkt ENT sowohl intern als auch auf den Ausgang RCO.
Durch die vielfältig benötigten Funktionen ist die Darstellung der Flip-Flops recht komplex. Es handelt sich um T-Flip-Flops, die synchron mit dem Takt ein Load und ein Clear zulassen.

Aufgrund der vielen Betriebsmodi von Zählerbausteinen wirken die zugehörigen IEC-Symbole zunächst einmal etwas unübersichtlich. Sie beschreiben jedoch die interne Funktion eines Zählerbausteins wesentlich präziser als früher übliche Blockschaltbilder, während sie gleichzeitig deutlich übersichtlicher sind als die Wiedergabe der inneren Beschaltung auf Gatter- und Flip-Flop-Ebene.

---

blubb.

Außerdem:



Anzug ftw.



Der Roboter macht gruselige Geräusche, jetzt ist er wenigstens zu etwas gut.