Modulo 60 Zähler

Gast #5855213
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Hallo, ich hoffe ich bin hier richtig!

Muss für eine Laborübung einen Modulo 60 Zähler „entwerfen“, indem ich 
einen vorgegeben 4 bit Zähler extern beschalte (siehe Foto im Anhang)!

Nun weiß ich leider garnicht wie diese äußere Beschaltung aussehen muss 
damit das funktioniert!
Habe nur gesehen wie man aus Flip-Flops modulo n Zähler bauen kann aber 
wie es hier funktionieren soll weiß ich nicht :/
Wäre für jede Hilfe dankbar! :-)
Angehängte Dateien:
#5855225
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student132 schrieb:
> Hallo, ich hoffe ich bin hier richtig!
>
> Muss für eine Laborübung einen Modulo 60 Zähler „entwerfen“, indem ich
> einen vorgegeben 4 bit Zähler extern beschalte (siehe Foto im Anhang)!
>
> Nun weiß ich leider garnicht wie diese äußere Beschaltung aussehen muss
> damit das funktioniert!

Du mußt mit den gegebenen NAND-Gatter die 60 erkennen und damit den 
Zähler auf 0 zurück setzen. Also 60 binär hinschreiben und los.

> Habe nur gesehen wie man aus Flip-Flops modulo n Zähler bauen kann aber
> wie es hier funktionieren soll weiß ich nicht :/

Na dieser Zähler besteht eben aus 4 FF hintereinander. Man sagt dann 
4-Bit Zähler und interessiert sich nicht mehr für Details. 
Clock-Eingang, Reset-Eingang, 4 Ausgänge und gut.

> Wäre für jede Hilfe dankbar! :-)

Wobei ein heutiger Student solche Info fertig im Internet finden könnte. 
Fastrenter können das nämlich auch ;-)
Moderator #5855232
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student132 schrieb:
> Nun weiß ich leider garnicht wie diese äußere Beschaltung aussehen muss
> damit das funktioniert!

Das ist, wenn man etwas zum ersten Mal macht, ganz normal. Deswegen
fängt man an zu überlegen, wie so eine Schaltung prinzipiell aussehen
könnte. Die zu verwendenden ICs sind ja schon vorgegeben.

Du hast noch nicht geschrieben, in welche Richtungen du schon überlegt
hast.

> Muss für eine Laborübung einen Modulo 60 Zähler „entwerfen“, indem ich
> einen vorgegeben 4 bit Zähler extern beschalte (siehe Foto im Anhang)!

Tipp: Da steht nirgends, dass du nur einen 4-Bit-Zähler verwenden
darfst. Als ersten Schritt könntest du überlegen, wieviele von diesn
Zählern du mindestens brauchst.
Gast #5855236
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Yalu X. schrieb:

> Das ist, wenn man etwas zum ersten Mal macht, ganz normal.

Ach, hör' doch auf. Der Kerl hat etliche Vorlesungen zu dem Thema 
gehabt, BEVOR er diese Aufgabe gestellt bekam.

Es bringt wirklich nix, die Faulen in ihrer Faulheit auch noch zu 
bestärken.

Irgendwann stellst du (oder dein Brötchengeber) so eine Flachzange ein, 
und was dann? Willst du dessen Arbeit mit erledigen/den Arsch für's 
Nixtun entlohnen?

Denk' mal nach!
Moderator #5855259
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c-hater schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>
>> Das ist, wenn man etwas zum ersten Mal macht, ganz normal.
>
> Ach, hör' doch auf. Der Kerl hat etliche Vorlesungen zu dem Thema
> gehabt, BEVOR er diese Aufgabe gestellt bekam.

Natürlich. Aber es wäre eine schlechte Hochschule, wenn nur Aufgaben
gestellt würden, die bis ins letzte Detail bereits in der Vorlesung
durchgekaut wurden. Deswegen ist durchaus gewollt, dass man die Lösung
nicht direkt hinschreiben kann, sondern erst eine Weile überlegen muss.
Ich habe nur das Gefühl, dass der TE diese Weile etwas kurz bemessen
hat, sonst hätte er genauer geschrieben, an welcher Stelle er stecken
geblieben ist.
#5855278
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Dr. Sommer schrieb:
> c-hater schrieb:
>> Irgendwann stellst du (oder dein Brötchengeber) so eine Flachzange ein,
>> und was dann? Willst du dessen Arbeit mit erledigen/den Arsch für's
>> Nixtun entlohnen?
>
> Ich würde lieber den für's Nichtstun bezahlen, als dich für's
> rumstänkern.

Du verwechselst stänkern mit der Wahrheit.

Der TO zeigt nicht mal den Versuch von einem Lösungsansatz.
Der Thread verläuft im Sande.....ist ja nicht der Erste dieser Art.

Der TO sitzt vermutlich im Biergarten.
Gast #5855291
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Dr. Sommer schrieb:

> Ich würde lieber den für's Nichtstun bezahlen, als dich für's
> rumstänkern.

Toll. Kann ich bei dir anfangen? Du brauchst mich nur zu bezahlen, dann 
werde ich kein bissel rumstänkern, großes Ehrenwort.

Wäre es übrigens schlimm, wenn ich (schon aus Langeweile) tatsächlich 
Teile meiner Arbeit tun würde? Falls ja: eine Home-Office-Regelung 
könnte wirksam verhindern, dass ich irgendwas sinnvolles (für dich) 
tue...

OK, letzteres Problem hättest du bei Typen wie dem TO nicht. Die können 
sich den ganzen Tag allein mit ihrem privaten Handy beschäftigen...
Gast #5855298
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meine Überlegung war folgende:

um 60 (111100) darstellen zu können brauch ichh 6 binäre stellen, also 
habe ich mir gedacht ich verwende 2 4-bit zähler und schalte die 
ausgänge der zählermit nand gattern so zusammen, dass sie die 60 
„erkennen“!

mein problem ist nur dass ichh nicht weiß ob man zwei 4-bit zähler 
einfach ohne weiteres zusammenschalten kann oder ob es da eine spezielle 
externe beschaltung benötigt? weil wenn man sie einfach zusammentun kann 
müsste ich ja nur das clocksignal und das resetsignal vom nand an allen 
beteiligten zählern anlegen und fertig oder?
danke für die schnellen antworten!
(Firma: Vescomp) #5855300
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Yalu X. schrieb:
> c-hater schrieb:
>> Yalu X. schrieb:
>>
>>> Das ist, wenn man etwas zum ersten Mal macht, ganz normal.
>>
>> Ach, hör' doch auf. Der Kerl hat etliche Vorlesungen zu dem Thema
>> gehabt, BEVOR er diese Aufgabe gestellt bekam.
>
> Natürlich. Aber es wäre eine schlechte Hochschule, wenn nur Aufgaben
> gestellt würden, die bis ins letzte Detail bereits in der Vorlesung
> durchgekaut wurden. Deswegen ist durchaus gewollt, dass man die Lösung
> nicht direkt hinschreiben kann, sondern erst eine Weile überlegen muss.
> Ich habe nur das Gefühl, dass der TE diese Weile etwas kurz bemessen
> hat, sonst hätte er genauer geschrieben, an welcher Stelle er stecken
> geblieben ist.

 Daß das Binärsystem durchgekaut wurde, ist sehr stark anzunehmen.
 Wie die Q0...Q3 Ausgänge bei 10 und wie bei 6 aussehen, sollte dem
 TO auch bekannt sein.

 Deswegen ist der c-hater absolut im Recht mit seiner Bemerkung.
(Firma: matzetronics) #5855302
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student132 schrieb:
> und schalte die
> ausgänge der zählermit nand gattern so zusammen, dass sie die 60
> „erkennen“!

Na bitte, es geht doch.

student132 schrieb:
> ichh nicht weiß ob man zwei 4-bit zähler
> einfach ohne weiteres zusammenschalten kann

Du weisst ja sicher, das diese Vorgehensweise 'kaskadieren' heisst. 
Jetzt musst du nur noch das Datenblatt des Zählers daraufhin 
untersuchen.
(Firma: Vescomp) #5855306
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student132 schrieb:
> mein problem ist nur dass ichh nicht weiß ob man zwei 4-bit zähler
> einfach ohne weiteres zusammenschalten kann oder ob es da eine spezielle
> externe beschaltung benötigt? weil wenn man sie einfach zusammentun kann
> müsste ich ja nur das clocksignal und das resetsignal vom nand an allen
> beteiligten zählern anlegen und fertig oder?

 Dein Problem ist fehlendes nachdenken.
 Zähler Nr.1 resetet sich bei jedem zehntem Impuls und sendet dabei
 einen Impuls zum Zähler Nr.2.
 Zähler Nr.2 resetet sich bei jedem sechstem Impuls.

 Wo liegt dein Problem genau?
#5855314
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Matthias S. schrieb:
>
> Du weisst ja sicher, das diese Vorgehensweise 'kaskadieren' heisst.
> Jetzt musst du nur noch das Datenblatt des Zählers daraufhin
> untersuchen.

Und freundlicherweise wurden in der Aufgabenstellung gleich zwei 
Lösungswege mitgeteilt.
Ob man jetzt lieber einen 6-bitter baut oder einen 4-bitter und einen 
dreier kaskadiert?
(Firma: matzetronics) #5855371
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Marc V. schrieb:
> Zähler Nr.1 resetet sich bei jedem zehntem Impuls und sendet dabei
>  einen Impuls zum Zähler Nr.2.

Nö. Der in der Aufgabe benannte 74HC193 ist nicht der BCD Typ, sondern 
der volle 4-Bit Zähler. Er resettet sich auch nicht, sondern läuft beim 
Übergang von 15 nach 16 einfach über und fängt damit wieder bei 0 an, 
wobei er den TCU Puls für eine halbe Clocklänge ausgibt.
Um ihn zu resetten, benötigt er den Reset Puls.
Der TE ist da schon auf dem richtigen Weg, indem er die 60 binär 
ausdrückt als 00111100.
Gast #5855403
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Jörg R. schrieb:
> Du verwechselst stänkern mit der Wahrheit.

Die Wahrheit ist keine Entschuldigung dafür, ausfallend zu werden und 
Leute zu beleidigen.

Kennst du den Satz "Wer schreit, hat kein Recht"? Das gilt ebenso für 
"Wer beleidigt, hat kein Recht". Niemand hat das Recht, andere zu 
beleidigen. Weder die Dummen, noch die Doofen und schon gar nicht die 
Behinderten, Schwule, Lesben, Ausländer, Elektroniker, C-Hater, 
C-Programmierer und weitere Minderheiten.
#5855411
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Moin,

Also entweder steh' ich grad arg aufm Schlauch, oder es wird hier 
klassisch in die Shice gegriffen. Wie kann man aus mehreren '193 einen 
synchronen >4 Bit Zaehler bauen? Wenn man die so kaskadiert, wie im 
Datenblatt vorgeschlagen, ist's aus mit der Synchronitaet: Die Clocks 
von kaskadierten '193 sind nicht mehr synchron. Da sind 2 
Gatterlaufzeiten dazwischen. Also ein gepflegter Mischmasch aus 
synchronem und ripple-carry Zaehler.
Die abenteuerlichen Resetschaltungen, die dem ein oder anderen hier 
wahrscheinlich vorschweben, haben auch nix mit synchronem Zaehlerentwurf 
zu tun.

Gruss
WK
#5855421
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Das riecht verdammt nach Stümperdesign als Lösung. Der 74HC193 ist so 
ziemlich die schlechteste Variante, der hat nur asynchrone Preset und 
Reset. Führt man einfach nur die Ausgänge zurück, ist nicht garantiert, 
daß die Mindestpulslänge erreicht wird.
Die einzig saubere Lösung ist daher, mit 2 74HC00-Gattern einen RS-FF zu 
bauen, der den Presetpuls bis zur steigenden Taktflanke verlängert.

Oder man nimmt gleich Zähler mit synchronem Preset, z.B. 74HC161. Dann 
braucht man keine extra Gatter zur Verkürzung.
Gast #5855428
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student132 schrieb:
>Nun weiß ich leider garnicht wie diese äußere Beschaltung aussehen muss
>damit das funktioniert!

Datenblätter der ICs aus dem Internet runterladen, daß
Verhalten der Ein- und Ausgänge dieser IC studieren und
dann sich eine Lösung ausdenken. Was da im Vorbereitungstext
steht ist doch schon fast die Lösung.
Gast #5855430
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Percy N. schrieb:
> Lies nochmal die Aufgabenstellung.

Oops, du hast mich überzeugt. Mein Hirn hat dieses Wort komplett 
ausgeblendet, nachdem ich den Rest gelesen hatte. Faszinierend.

Soas soll auch bei anderen Fehlern passieren, die unser Verstand nicht 
wahrhaben will. Zum Beispiel tiefe Löcher mitten in der Autobahn oder 
Kaffeebecher aus Pappe in Games of Thrones oder eine Rolex Armbanduhr in 
Herr der Ringe.

Die Aufgabenstellung ist tatsächlich Schwachsinn, denn sie fordert den 
Aufbau eines synchronen Zählers mit einem asynchronen Aufbau.
Gast #5855433
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Peter D. schrieb:
> Das riecht verdammt nach Stümperdesign als Lösung. Der 74HC193 ist so
> ziemlich die schlechteste Variante, der hat nur asynchrone Preset und
> Reset. Führt man einfach nur die Ausgänge zurück, ist nicht garantiert,
> daß die Mindestpulslänge erreicht wird.

Ja und wo ist das Problem? Solche Schaltungen und Aufgaben gibt es seit 
Jahrzehnten. Solange der Teiler nicht gerade im Gigahertz Bereich 
funktionieren muss klappt das auch mit async Reset.
Das ist eine klassische Lehraufgabe um das Prinzip zu zeigen. Natürlich 
ist das ganze asynchron und damit wegen möglicher Spikes nicht 100% 
sauber.
Aber Jahrzehnte lang konnte man so Uhren bauen insbesondere da der 
besser geeignet 74xx192 schon seit vielen Jahren nicht mehr erhältlich 
ist.
Man sieht ja dass der TO schon damit überfordert ist. Genau wie einige 
anderen hier.
Sowas machen übrigens Lehrlinge im 2.Jahr und bekommen das auch hin.

Thomas
#5855447
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Moin,

Thomas schrieb:
> Ja und wo ist das Problem?

Naja, wie waers denn, wenn der Fahrlehrer in der Fahrschule sagt: OK, es 
gibt zwar sowas wie Einbahnstrassen, aber - naja, also wenn der Kiosk 
mit den Kippen nah am Ende ist, kann man da ruhig auch mal verkehrt rum 
reinfahren, da passiert schon nix, das machen eh' viele...
Was sagt sowas ueber die Qualitaet der Ausbildung aus?

Gruss
WK
(Firma: Vescomp) #5855457
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Matthias S. schrieb:
> Marc V. schrieb:
>> Zähler Nr.1 resetet sich bei jedem zehntem Impuls und sendet dabei
>>  einen Impuls zum Zähler Nr.2.
>
> Nö. Der in der Aufgabe benannte 74HC193 ist nicht der BCD Typ, sondern
> der volle 4-Bit Zähler. Er resettet sich auch nicht, sondern läuft beim
> Übergang von 15 nach 16 einfach über und fängt damit wieder bei 0 an,

 Noch einer der nichts versteht.
 Der erste 74HC193 kriegt durch NAND1 (Q3 AND Q1) -> NAND2 beim
 Übergang von 9 auf 10 einen Reset Impuls. Dieser Reset Impuls clockt
 gleichzeitig den zweiten 74HC193 welcher durch NAND3(Q2 AND Q1) ->
 NAND4 beim Übergang von 5 auf 6 auch einen Reset Impuls erhält.
#5855459
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Moin,

>>74LS192, 7492, 7490...

Ja, und ich hab' vor >40 Jahren meine ersten Quarze aus alten 
Farbfernsehern ausgeschlachtet, und natuerlich aus 4040 und 4068 et.al. 
einen Teiler durch 4433619 gebaut, um 1Hz zu erzeugen. Und es war eine 
Shicerechnerei, denn ich hatte noch keinen Taschenrechner, also musste 
ich 4433619 von Hand ins Dualsystem umrechnen. Da kam dann oefter mal 
was unterschiedliches raus. Aber irgendwann hat das Ding auch 
funktioniert und ich kenne heute noch die Zahl auswendig (und weiss 
mittlerweile, dass die echte PAL-Hilfstraegerfrequenz 0.25 Hz tiefer 
liegt, was
heute ungefaehr so wichtig ist, wie wenn man Feuer mit einem Feuerstein 
machen kann oder ein Mammut mit einem Faustkeil erschlagen).

Trotzdem hat mir dann vor 30 Jahren ein Prof. in der 
Digitaltechnikvorlesung erklaert, warum solche Zaehler kacke sind und 
man sie nicht bauen sollte. Und wir haben diesbezueglich auch sicher 
keinen Praktikumsversuch mit so einer verhauten Schaltung machen 
muessen.
Und tatsaechlich bin ich zur Ueberzeugung gelangt, dass er Recht hatte. 
Obwohl mein und auch viele andere Zaehler weltweit trotzdem meistens 
funktionieren. Aber manchmal halt auch nicht.

Gruss
WK
Gast #5855469
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Peter D. schrieb:
>Ich hab noch irgendwo 2 Stück MH7492 rumliegen.
>7492 + 7490, fertig ist der 1:60 Teiler.

Das ist aber zu einfach, es soll ja beim Student
das logische Denken geschult werden. Die Teile
im Vorbereitungstext besorgen und ein
Experimentiersteckboard besorgen und ein wenig
damit Spielen, dann sollte Lösung zu finden sein.

https://www.reichelt.de/experimentier-steckboard-2420-kontakte-weiss-rnd-255-00001-p253189.html?PROVID=2788&gclid=Cj0KCQjwz6PnBRCPARIsANOtCw1jTiMX2mk1LuhV6xXi8tUHXpy7tH0hJJ5Vg9QK0swTgV3xItFAMp8aAkGbEALw_wcB&&r=1

Im Prinzip braucht die Schaltung doch nur den Zählerstand 59
erkennen, so daß der nächste Impuls den Zähler auf 0 schaltet.
Moderator #5855522
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Marc V. schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> c-hater schrieb:
>>> Yalu X. schrieb:
>>>
>>>> Das ist, wenn man etwas zum ersten Mal macht, ganz normal.
>>>
>>> Ach, hör' doch auf. Der Kerl hat etliche Vorlesungen zu dem Thema
>>> gehabt, BEVOR er diese Aufgabe gestellt bekam.
>>
>> Natürlich. Aber es wäre eine schlechte Hochschule, wenn nur Aufgaben
>> gestellt würden, die bis ins letzte Detail bereits in der Vorlesung
>> durchgekaut wurden.
>> ...
>
>  Daß das Binärsystem durchgekaut wurde, ist sehr stark anzunehmen.
>  Wie die Q0...Q3 Ausgänge bei 10 und wie bei 6 aussehen, sollte dem
>  TO auch bekannt sein.

Ich dachte ursprünglich, dass die Aufgabe wegen der Forderung nach
synchroner Arbeitsweise möglicherweise nicht ganz so leicht ist wie von
dir beschrieben. Dass sie dadurch nicht nur schwieriger, sondern sogar
unlösbar wird, wurde mir erst später bewusst, als ich einen Blick in das
das Datenblatt warf.

Als ich noch zur (Hoch-)Schule ging, habe ich solche Aufgaben gehasst
wie die Pest, weil nie ganz klar ist, ob es sich um eine Fangfrage
handelt, oder ob der Aufgabensteller einfach nur geschlampt hat.
Beitrag #5855524 wurde von einem Moderator gelöscht.
#5855541
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Stefanus F. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Du verwechselst stänkern mit der Wahrheit.
>
> Die Wahrheit ist keine Entschuldigung dafür, ausfallend zu werden und
> Leute zu beleidigen.
>
> Kennst du den Satz "Wer schreit, hat kein Recht"? Das gilt ebenso für
> "Wer beleidigt, hat kein Recht". Niemand hat das Recht, andere zu
> beleidigen. Weder die Dummen, noch die Doofen und schon gar nicht die
> Behinderten, Schwule, Lesben, Ausländer, Elektroniker, C-Hater,
> C-Programmierer und weitere Minderheiten.

Du hast schon bessere Kommentare abgeben. Und erzähle mir nicht dass du 
noch niemals! jemanden beleidigt hast. Aber wenn es dich beruhigt, ich 
finde c-hater hat in Teilen seiner Kommentare recht. Deine oben 
aufgeführte Auflistung verstehe ich dagegen überhaupt nicht.
(Firma: Vescomp) #5855543
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Yalu X. schrieb:
> Ich dachte ursprünglich, dass die Aufgabe wegen der Forderung nach
> synchroner Arbeitsweise möglicherweise nicht ganz so leicht ist wie von
> dir beschrieben. Dass sie dadurch nicht nur schwieriger, sondern sogar
> unlösbar wird, wurde mir erst später bewusst, als ich einen Blick in das
> das Datenblatt warf.

 Daß die Aufgaben manchmal sich selbst widersprechen, ist gar nicht mal
 so selten.
 Mit 2 (ob synchron oder asynchron ist vorerst egal) 4-bit Zählern
 einen synchronen 6-bit Zähler zu machen, ist ein Beispiel par
 excellence für so etwas - es geht einfach nicht.

 Und selbst sogenannte synchrone Zähler sind in Wirklichkeit nicht
 synchron, da der Ausgang von jedem FF (über Logic Gatter) an den
 Eingang von nächstem FF geht - auch wenn alle FFs einen gemeinsamen
 Takt haben, wird Q0 schneller umschalten als Q3.

 Ist alles eine Frage der definierter Geschwindigkeit bzw.
 Verzögerung...
(Firma: Vescomp) #5856003
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Josef schrieb:
>> wird Q0 schneller umschalten als Q3.
>
> Nein.

 LOL.
 Doch.

 Synchron bezieht sich nur auf den Takt, nicht auf die Umschaltzeit.

 Beim Synchronzähler liegt zwar an allen FFs der gleiche Takt, aber
 Q1 muss doppelt so langsam umschalten wie der Q0 wozu zusätzliche
 logische Gatter notwendig sind, die sowohl von Takt aber auch von
 vorhergehendem FF gesteuert werden.

 Deswegen schaltet Q0 immer als erster, die anderen haben eine
 Verzögerung die von der Durchlaufzeit des FF und der Gatter abhängt.
(Firma: Vescomp) #5856095
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Dergute W. schrieb:
> Ich wuerd' meine Frage gerne wissenschaftlicher formulieren, klappt aber
> nicht - also:
>
> Hae? Watt?

 Solange irgendein FF-Eingang von vorhergehendem FF-Ausgang abhängt,
 können die beiden nie synchron sein, auch wenn der Takt gemeinsam ist.

 FF1 benötigt nur Takt zum umschalten, FF2 benötigt aber zusätzlich
 Q0, FF3 benötigt Q0 und Q1, FF4 benötigt Q0, Q1 und Q2 zum umschalten.

 Und du meinst, daß das alles synchron abläuft?
Gast #5856118
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Was ist ein synchroner Zähler?

"In previous tutorial of Asynchronous Counter, we have seen that the 
output of that counter is directly connected to the input of next 
subsequent counter and making a chain system, and due to this chain 
system propagation delay appears during counting stage and create 
counting delays. In synchronous counter, the clock input across all the 
flip-flops use the same source and create the same clock signal at the 
same time. So, a counter which is using the same clock signal from the 
same source at the same time is called Synchronous counter."

https://circuitdigest.com/tutorial/synchronous-counter

Der Rest von der Seite ist auch aufschlussreich.

Nach dieser Definition schließt bezieht der Begriff "synchron" nur auf 
die Taktung, nicht auf die Delays, die sich durch Verkettung der 
Flipflops ergibt. Das hätte ich aus dem Bauch heraus nicht so erwartet.

Selbst wenn der Ausgang synchron wäre, halte ich den Lösungsansatz, aus 
dem Synchronen Ausgang  bei einem bestimmten Zählerstand ein asynchrones 
Reset-Signal zu erzeugen für falsch. Denn irgendwer muss noch sicher 
stellen, dass der Reset-Impuls ganz sicher lang genug ist. Bei einem 
Asynchronen Reset würde die Dauer des Signals vom zufällig schnellsten 
Flipflop bestimmt, was für die anderen zu kurz sein könnte.

Im Datenblatt 
(https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74HC_HCT193.pdf) steht 
bei "tw pulse width", dass der Reset Impuls (bei 4,5 25°C) mindestens 
40ns dauern muss.

Unter (tpd propagation delay) angegeben, dass der Reset mit maximal 40ns 
Verzögerung (bei 4,5V 15°C) am Ausgang erscheint. Also spätestens nach 
40ns   ist der Reset-Impuls beendet weil sich der Zählerstand bis dahin 
geändert hat.

Wir brauchen also mindestens 40ns und haben aber nur maximal 40ns. Das 
das nur mit sehr viel Glück funktionieren kann, sollte auf der Hand 
liegen.

Ich denke, hier ist ein völlig anderer Lösungsansatz gefordert. 
Vermutlich einer, der die Daten-Eingänge verwendet und nicht den 
Master-Reset Eingang.
Moderator #5856128
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Marc V. schrieb:
> FF1 benötigt nur Takt zum umschalten, FF2 benötigt aber zusätzlich Q0

FF2 benötigt aber Q0 aus der aktuellen Taktperiode. Wenn die nächste
Taktflanke eintrifft, haben die Eingänge der FFs bereits den richtigen
Logikpegel, so dass mit der Taktflanke tatsächlich alle FFs gleichzeitig
umschalten. Keines der FFs wartet auf das Umschalten eines anderen FFs,
alle warten nur auf die gemeinsam genutzte Taktflanke.

Natürlich darf das Umschalten der FFs zusammen mit der Kombinatorik zur
Generierung der Eingangssignale der einelnen FFs nicht länger als eine
Taktperiode dauern, sonst stolpert der Zähler.

Beim 74x193 sind die Takte nicht direkt mit den FF-Takteingängen
verbunden, was ja auch gar nicht geht, weil es einen UP- und einen
DOWN-Takt gibt. Die Kombinatorik vor den Takteingängen ist aber für alle
4 FFs zweistufig, so dass der Takt gleichstark verzögert wird. Da das
erste FF eine Logikstufe weniger braucht als die anderen, sind dort
Puffer zum Ausgleich der Verzögerungszeit eingefügt.

Beim der Kaskadierung zweier 74x193 wird der Takt allerdings zusätzlich
um eine NAND-Laufzeit verzögert, so dass der entstehende 8-Bit-Zähler
nicht mehr perfekt synchron ist.
#5856141
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Moin,

Jaaa, die Geschichte der synchronen Zaehler ist eine Geschichte voller 
Missverstaendnisse <Binde mit blauer Ersatzfluessigkeit ausdrueck'>

Also: ich halte z.B. so einen Apparat hier fuer einen Synchronzaehler.
1
.
2

3
                       clk
4
                        |
5
     +--------+    +---------+
6
  +--|A0    D0|----|D0  V  Q0|--- A0 --+
7
  +--|A1    D1|----|D1     Q1|--- A1 --+
8
  +--|A2    D2|----|D2     Q2|--- A2 --+
9
  +--|A3    D3|----|D3     Q3|--- A3 --+
10
  +--|A4    D4|----|D4     Q4|--- A4 --+
11
  +--|A5    D5|----|D5     Q5|--- A5 --+
12
  |  +--------+    +---------+         |
13
  |                                    |
14
  +-----------------/------------------+
15
                    6
16

17
 ROM, z.b. 2716     D-FFs, z.b. 74ls374
Der koennte jetzt z.b. so wie in der Aufgabenstellung gefordert, von 
0..59 binaer hochzaehlen, wenn im ROM sowas stehen wuerde:
1
Adress:   Data:
2
000000    000001
3
000001    000010
4
000010    000011
5
000011    000100
6
000100    000101
7
000101    000110
8
000110    000111
9
000111    001000
10
...       ...
11
...       ...
12
111010    111011
13
111011    000000
14
-"illegal states" ---------------------
15
111100    000001
16
111101    000000
17
111110    000001
18
111111    000000

Nachdem alle Flipflops an der selben CLK-Leitung haengen, erwarte ich im 
Gegensatz zu Marc V., dass die auch synchron schalten.
So, und wenn einen das ROM arg stoert, weil man's nicht hat, sondern 
dafuer einen Haufen Gatter einsetzen will, dann muss man halt fuer die 
einzelnen Datenausgaenge jeweils z.B. per KV-Diagramm oder sonstwie die 
"Wahrheitstabelle" aufstellen.
Durch scharfes Hingucken und weil die eigentlich nicht zulaessigen 
Zustaende 60..63 grad' "zufaellig" so sind, kann man z.b. feststellen, 
dass D0 = not(A0). Also schoen simpel.
Die Gleichungen fuer die anderen D1..D5 sind nicht mehr so simpel, aber 
durchaus noch machbar.
Das einzige was dabei schief gehen kann ist, dass die Daten, die durch 
den Haufen Gatter druchrumpeln muessen, nicht mehr rechtzeitig zur 
naechsten CLK Flanke stabil genug fuers Flipflop anstehen. Das darf 
nicht passieren, sonst zaehlt der Zaehler natuerlich falsch. Aber die 
Daten duerfen natuerlich unterschiedlich lange durch das Schaltnetz 
brauchen, die muessen nicht alle gleichzeitig stabil an den FFs 
anliegen, sondern es reicht, wenn sie zur naechsten aktiven Flanke des 
Takts stabil sind.

Gruss
WK
(Firma: Vescomp) #5856151
Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:
> Unter (tpd propagation delay) angegeben, dass der Reset mit maximal 40ns
> Verzögerung (bei 4,5V 15°C) am Ausgang erscheint. Also spätestens nach
> 40ns   ist der Reset-Impuls beendet weil sich der Zählerstand bis dahin
> geändert hat.

 Ja, nur musst du die Ausgänge die Reset generieren mit NAND auswerten,
 das sind 10ns, plus ein invertierendes NAND, das sind nochmal 10ns.
 Wenn die Ausgänge richtig stehen, dauert es 20ns bis zum Reset Impuls,
 weitere 40ns bis der Reset Impuls die Ausgänge auf Null setzt, ergibt
 60ns Resetdauer insgesamt.
#5856217
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Stefanus F. schrieb:
> Ich denke, hier ist ein völlig anderer Lösungsansatz gefordert.
> Vermutlich einer, der die Daten-Eingänge verwendet und nicht den
> Master-Reset Eingang.

Beim '193 sind set und reset asynchron. Ist also egal, ob du das linke 
oder das rechte Haeufchen aufessen musst :-)


Matthias S. schrieb:
> Wie aufwendig Synchronzähler sein können, ist gut am alten Datenblatt
> des SN74AS867 zu sehen, in dem die Innenschaltung abgebildet ist.

Ja, deshalb kam von mir auch das Schaltbild mit dem ROM statt dem 
Gatterfriedhof. Den kann doch auch beim '193er keiner wirklich ernsthaft 
auf nuechternen Magen nachvollziehen.

Gruss
WK
(Firma: matzetronics) #5856268
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Naja, ich vermute schon, das der Aufgabensteller das mit den 2 
Synchronzählern in Kaskade schon so meint und das er einfach die Ripple 
Eigenschaft von Zähler 1 zu Zähler 2 ignoriert.
Die Verwendung der kunterbunten Mischung der Logikfamilien spricht schon 
dafür, das er keine produktionsreife Lösung, sondern nur ein wenig 
Digitallogik sehen will - und das er eine uralte Aufgabe einfach nur 
wieder vorlegt, ohne sie mal zu hinterfragen.
Wenn ich der TE wäre, würde ich vermutlich aus lauter Gemeinheit mal 
74HCT00 oder 74HCT20 im Schaltplan zeichnen und schauen, ob das 
angekreidet wird.

Dergute W. schrieb:
> Jaaa, die Geschichte der synchronen Zaehler ist eine Geschichte voller
> Missverstaendnisse

Oder auch : "Alle 11 Minuten stellt ein Dozent eine völlig veraltete 
Aufgabe" :-P
(Firma: Vescomp) #5856272
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Stefanus F. schrieb:
> Marc V. schrieb:
>> ergibt  60ns Resetdauer insgesamt.
>
> Du kommst auf maximal 60ns - gut. War wir brauchen, ist aber die
> minimale Laufzeit, und die ist unklar.

 Minimum pulse width für MR beträgt 20ns, typisch 9ns bei 4,5V.
 Mit 2 NAND-Gattern dürfte das Ganze ohne Probleme funktionieren.

 P.S.
 Obwohl die ganze Diskussion schon OT ist...
(Firma: fritzler-avr.de) #5856286
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Matthias S. schrieb:
> Wie aufwendig Synchronzähler sein können, ist gut am alten Datenblatt
> des SN74AS867 zu sehen, in dem die Innenschaltung abgebildet ist.
> Dieser Baustein wäre ideal, ist aber in der Aufgabe nicht erlaubt. Gibt
> ihn auch schon lange nicht mehr.

Ja des mutet an wie so eine Art "Carry Lookahead".
Vor allem sind Verschaltungen von dem auch synchron.
Bei unserem MIPS TTL Rechner läuft der als 32Bit Programcounter.
Den gibts aber noch als NOS von den Ammis.
Gast #5856542
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Opa schrieb:
> Ja, so eine ähnliche Aufgabe habe ich vor 45 Jahren (74LSxx !!!)
> schon bekommen.

Ja so eine Aufgabe hatten wir auch, allerdings mit JK-FF (7472) und 
NAND-Gatter (7400). War halt ein bischen Rechnerei, aber lösbar. Wer's 
mit dem 3 Anlauf nicht geschafft hat, war mit dem Studium fertig und 
hatte solche Probleme ab sofort nicht mehr.
Gast #5856636
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Peter D. schrieb:
> Anbei mal ne saubere Lösung mit RS-FF ohne Verletzung von Timings.
> Der Ausgangspuls lädt mit 59 vor und dann wird bis 0 runtergezählt.

die Aufgabe lautet allerdings:
Es ist ein synchroner, vorwärtslaufender Dualzähler zu entwerfen, der 
sich beim sechzigsten Zählimpuls wieder auf Null zurücksetzt.

wenn man die Aufgabe schon ein wenig modifiziert, dann wäre es doch viel 
sinnvoller, aus "beim sechzigsten" "beim sechzehnten" zu machen....
#5856645
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Moin,

Dr. Sommer schrieb:
> wenn man die Aufgabe schon ein wenig modifiziert, dann wäre es doch viel
> sinnvoller, aus "beim sechzigsten" "beim sechzehnten" zu machen....

Ja, oder warum nicht abaendern in: Es ist ein synchroner, vorwaerts 
laufender Motor zu entwickeln, dessen Wicklungstemperatur auf 60°C 
ansteigt.
Mir scheint, da werden hier weniger Leute ein Problem damit haben, als 
tatsaechlich einen echten synchronen Zaehler zu entwerfen ;-)

SCNR,
WK
#5856779
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Dr. Sommer schrieb:
> ich kann es nicht.

Ja, die Aufgabe ist Schwachsinn.

Die 74HC192/193 sind nur intern synchron, aber nicht synchron 
kaskadierbar.
Ich hatte mal einen Impulszähler (Fremdentwicklung), der hat sich 
manchmal um 15 oder 255 Pulse verzählt. Grund war das asynchrone 
Gate-Signal und kaskadierte 74HC193. Dann konnte es passieren, daß der 
erste 193 noch genügend breite Pulse bekam, aber dessen Überlaufpuls zu 
schmal für den nächsten 193 war.
Gast #5857365
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Lothar M. schrieb:
>Denn ein synchroner Zähler
>würde bis 59 zählen, diesen Zählerstand erkennen

Warum sollte das mit einem 74HC193 nicht gehen?
Man kann sich doch mit NAND-Stufen eine
Zählerstandserkennungslogik ausdenken. Wenn es nur
ein Frequenzteiler durch 60 und kein richtiger
Zähler werden soll, geht es noch einfacher. Mann
lässt den Zähler bis 255 (binär11111111) laufen und
stellt den Zähler dann nicht auf 0 sondern 96.
Den 74HC193 kann man doch voreinstellen. Die
Zählerstandserkennungslogik wäre dann einfach
ein NAND mit 8 eingängen.
#5857428
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Moin,

Günter Lenz schrieb:
> Warum sollte das mit einem 74HC193 nicht gehen?

Weil man mit einem 4 bit Zaehler nicht bis 60 zaehlen kann und 2 
kaskadierte '193er nicht mehr synchron sind.

Günter Lenz schrieb:
> Den 74HC193 kann man doch voreinstellen.
Ja, genauso unsynchron, wie man ihn auch rueckeinstellen kann. Mit genau 
den selben Dreckeffekten, wie wenn man aus einem bestimmten Zaehlerstand 
ein Set/Resetsignal decodiert und nicht sicher sein kann, ob's Timing 
zufaellig reicht, um beide Zaehler komplett zu resetten/setzen. Bei 
beidem exakt die gleiche Shice.

Langsam moecht' ich zu gerne wissen auf welcher integrativen 
Gesamthochschule fuer Genderingenieurwesen mit Fachrichtung 
Ausdruckstanz diese Aufgabe gestellt wurde und waere gerne dabei, wenn 
die Musterloesung diskutiert wird.

Gruss
WK

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