Was ist ein UP-Zähler in der digitalen Elektronik?

UP-Zähler ist eine sequentielle digitale Schaltung, die dazu dient, die Anzahl der an ihrem Eingang auftretenden Impulse zu zählen. Er wird auch als additiver Zähler bezeichnet . Jedes Mal, wenn das Eingangssignal von einem niedrigen auf einen hohen Pegel übergeht, geht der Zähler zum nächsten aufeinanderfolgenden Zählwert weiter. Durch Anlegen eines Reset-Signals wird der Zähler auf Null zurückgesetzt. Ein UP-Zähler wird mithilfe von Flip-Flops und Logikgattern implementiert.

Die Anzahl der Flip-Flops im Zähler bestimmt seinen Zählbereich. Ein 3-Bit-Aufwärtszähler verfügt beispielsweise über drei Flip-Flops und kann von 0 bis 7 (2^3 – 1) zählen. Das Blockdiagramm des 3-Bit-AUFWÄRTS-Zählers ist unten dargestellt:

[Bild eines 3-Bit-UP-Zählerblockdiagramms]

Die Funktionsweise des 3-Bit-Aufwärtszählers kann wie folgt erklärt werden:

1. Zunächst werden alle Flip-Flops auf 0 zurückgesetzt, sodass der Zählerausgang 000 ist.

2. Wenn ein durch eine positive Flanke ausgelöster Taktimpuls angelegt wird, wird Q0 von 0 auf 1 umgeschaltet und der Ausgang wird 001.

3. Der nächste Taktimpuls bewirkt, dass Q0 auf 0 zurückschaltet und Q1 von 0 auf 1 umschaltet, was zu einer Ausgabe von 010 führt.

4. Der dritte Taktimpuls schaltet Q1 zurück auf 0 und setzt Q2 auf 1, was einen Ausgang von 011 ergibt.

5. Diese Sequenz wird fortgesetzt und der Zählerausgang erhöht sich bei jedem Taktimpuls um eins, bis er seinen maximalen binären Zählerstand von 111 (7) erreicht.

6. Der nächste Taktimpuls setzt alle Flip-Flops auf 0 zurück und der Zähler kehrt in seinen Ausgangszustand zurück.

UP-Zähler haben mehrere Anwendungen, darunter:

1. Frequenzmessung

2. Ereigniszählung

3. Digitaluhren

4. Timer

5. Instrumentierung und Messsysteme