Yazmaçlar ve Sayaçlar — Dersler
Yazmaçlar ve Sayaçlar ünitesindeki 5 ders. Her ders kısa bir anlatım ve adım adım bir yürüyüştür; çoğu nandbench'te açıp denemek için bir şablonla gelir.
5.1 Paralel-yüklü yazmaç
Ortak saat + enable arkasında W D flip-flop.
- Yazmaç W-bit sözcüğü saklar. Her yükselen saat kenarında, enable yüksekse, giriş busunu saklanan değere kilitler.
- Q çıkışları her zaman canlıdır. Yazmaç sonraki enable'li kenara kadar değerini tutar.
- Reset (senkron veya asenkron) yazmacı talep üzerine temizler — tahmin edilebilir başlatma için önemlidir.
- Register ilkelini bırak, genişlik=4, 4-bit Constant'ı D'ye ve Clock'u CLK'ya bağla. Enable'ı değiştir ve Q'nun D'yi bir saat sonra takip ettiğini gör.
5.2 Kaydırma yazmacı
Her saat bitleri yana taşıyan yazmaç.
- N D flip-flop'u her Q'nun sonraki D'yi beslediği şekilde zincirle. Veri her saatte bir pozisyon kayar.
- IO biçimine göre 4 varyant: SISO, SIPO, PISO, PIPO (seri/paralel × giriş/çıkış).
- Kullanım: paralel sözcüğü iletim için seri yapma (PISO), seri akışı paralele alma (SIPO).
- Kaydırma yazmacı 2 ile çarpma/bölmeyi de yapar — sol kaydırma × 2, sağ kaydırma ÷ 2 (işaretsiz için).
- Shift-register ilkelini yerleştir, dört saat boyunca seri-in=1010 ver; her Q'nun bit zincirde ilerlerken yandığını gözle.
6. Sayaç + gösterge
Yazmaçları üst üste koy → sayaç; ayırıcı ekranı besler.
- Sayaç temelde zincirlenmiş N yazmaçtan oluşan bir ikili sayıcıdır. Counter primitifi bunu hazır verir.
- Ayırıcı bus'u tek tek bitlere böler — her bit için bir LED ile ikili gösterge elde edersin.
- Sayaç + LED'ler şablonunu aç, Play'e bas. Dört LED 0→15 sayar. Aktif kablolardaki yeşil noktaları izle.
- Çalışırken Reset düğmesine bas (Toolbar). Durum anında 0'a iner — senkron reset bu kadar.
5.4 Modulo-N sayaç
İstediğin N'de sıfırlayan sayaç.
- Düz ikilik sayaçlar 2^W'de sıfırlanır. Mod-N sayaç N'de sıfırlanır — saat bölücü, BCD basamağı, tur sayacı için.
- Tarif: sayaç çıkışını N−1'le karşılaştır; eşitlikte bir sonraki saatte artırmak yerine senkron reset yap.
- Örnek mod-10: 4-bit sayaç + 1001 (9) tespit eden karşılaştırıcı; bir sonraki kenarda 1010 yerine 0'a sıfırla.
- Canvas'ta kur: Counter ilkeli (genişlik 4), Comparator 9 sabitine bağlı, comparator eq çıkışı sonraki saat sinyaliyle AND'lenip sayacı temizler.
5.5 Halka & Johnson sayaçları
Döngüye bağlanmış kaydırma yazmacı — one-hot ya da burulu.
- Halka sayaç: son Q'su ilk D'yi besleyen N-bit kaydırma yazmacı. Desen sonsuza kadar yürür.
- Tek 1 (one-hot) ile başlatılır, N durumu döner. N olayı çözücü olmadan sıralamak için harika.
- Johnson sayaç: aynı fikir ama geri besleme ters çevrilmiş (son ¬Q → ilk D). N flip-floptan 2N durum üretir.
- Tradeoff: halka sayaç durumları israf eder (N vs 2^N) ama her durum zaten one-hot — çözücü gerekmez.