• Asynchronous → not depend on the system clock

Asynchronous

• Not depend on the system clock → เอา $Q$ ก่อนหน้าไปเชื่อมกับ Clock ของตัวต่อไป

2-bit Asynchronous Binary Counter

#NotOnTheExam

• MSB ที่เข้าตรง Clock มันไม่ใช่ Clock นะ → ถือว่าเป็น Asynchronous
• Excitation variable
  • $J_1=K_1=1$ (เพราะว่าต่อกับ High ตลอด)
  • $J_0=K_0=1$
• LSB เป็น Positive-edge Trigger, MSB เป็น Negative-edge trigger
• What trigger Q1 is the falling edge of Q0 ?? Check

สุดท้ายแล้วโดยสรุปคือมันทำหน้าที่ 2-bit Counter นั่นแหละ

3-bit Asynchronous Binary Counter

#NotOnTheExam

• Excitation variable
  • $J_2=K_2=1$
  • $J_1=K_1=1$
  • $J_0=K_0=1$

Synchronous

• Depend on the system clock → เอาไปเชื่อมกับ Clock ให้หมด

2-bit Synchronous Binary Counter

#NotOnTheExam

3-bit Synchronous Binary Counter

#NotOnTheExam

SN74161 Synchronous Binary Counter

• A commercially available 4-bit synchronous binary counter is the SN74161 integrated circuit chip manufactured by Texas Instruments.
• The SN74161 has a modulus (number of unique states) or count of 16.
• A higher modulus can be achieved by cascading multiple SN74161 chips.

• Pin Informations
  • 1 — $\overline{CLR}$ → Active Low Clear Signal
    • ถ้าให้เป็น 0 จะ Clear Flip-flop เป็น 0 ทั้งหมด
  • 2 — ${CLK}$ → เอาไว้เชื่อมต่อกับ System Clock (Oscillator)
  • 3-6 — Input $A,B,C,D$ → 4 bits (D เป็น MSB และ A เป็น LSB)
  • 7, 10 — Enable Signal
    • ถ้าเป็น 0 ดังนั้นมันก็จะไม่ Count, ต้องเป็น 1 ถึงจะทำงาน
    • ทำไมต้องมัน 2 Enable Signal มีเหตุผลอยู่ แต่ไม่บอกหรอก → ใน Course นี้ให้เป็น High ทั้งคู่ไว้
  • 8 — $GND$
  • 9 — $\overline{LOAD}$ → Active Low
    • บอกว่าจะ Load เข้า Counter นะ → กำลังจะเอา Input เข้าใส่ Counter
  • 11-14 — Output
  • 15 — $R_{CO}$ → Determine ว่า full count รึยัง about to overflow
  • 16 — $V_{CC}$

ใน #FinalExam ถ้าไม่ต่อ $VCC$ กับ $GND$ ไม่ได้คะแนนเลยนะ

Example 1: 4-bit Binary Counter

• Count 0 ถึง 15 (16 numbers)

Example 2: Truncated Counter (Carry-Out)

จะใช้กรณีนี้ได้ก็ต่อเมื่อ Count ถึงมากสุดคือเลข 15

• Design a truncated sequence counter with a modulus of 3 (mod-3) that counts from 13 to 15.

Example 3:

NAND Gate ก็ต่อเมื่อใช้ Active Low

• Design a truncated sequence counter with a modulus of 5 (mod-5) that counts from 0 to 4.

Example 4: Cascaded Counters

• ข้อนี้คือ Part แรกของ #FinalExam (5 คะแนน แรก! NO TRICKS)

• Design a truncated sequence counter that counts from 0 to 125 and then 175 to 250.
  • Once the count reaches 250, the counter should repeat the sequence from 0.

• สังเกตว่า Enables ของ IC ฝั่งซ้าย จะไปเชื่อมกับ $R_{CO}$ (of previous chip) เพราะเป็นสัญญาณเวลาที่ใกล้จะ Overflow มันถึงจะ Enable ขึ้นมา
• เอา Calculator เข้าไป Convert พวกเลข 125 แล้วต้องต่อให้ถูกด้วยนะ
• ถ้าจะเขียนแบบย่อให้ Binary จากล่างขึ้นบน