비동기 카운터

1.먼저 용어부터 설명하자
modulus : 카운터의 상태수, m으로 표현한다.
상태수가 m 때, modulo -m , mod -m, m진 카운터 이런 식으로 부른다.
ex)4비트 2진 카운터
2진 카운터 4개로 구성된 카운터이다
0~15까지 이므로 16진 카운터와 동일하다.(mod-16으로도 말할 수 있다)

2. 비동기 카운터는 T플립플롭을 사용한다(JK로 T를 만들기도 함)
3. 상향(UP)과 하향(Down) 2가지 방식이 있다.

4.상향카운터 - 앞비트의 출력을 뒷비트의 CP로 넣어준다(falling edge로)

4.1. 핵심원리는 falling edge 트리거 방식이다.
비동기 카운터 = 리플 카운터 이다.
사용되는 F/F는 T(oggle) F/F이다.

앞의 F/F의 출력값의 뒤의 F/F의 CP로 사용된다.
여기서 의문!
그렇다면, 바로 뒤의 F/F도 똑같이 toggle되야하지 않는가?

하강 엣지 트리거 방식에 주목하면 이해가 된다.
플립플롭의 출력을 각각 Qa,Qb,Qc,Qd 라고 하면,
Qa는 2개마다 falling edge가 오고(0,1,(하강) 0,1)
Qb는 4개마다 falling edge(0,0,1,1 - 하강)
Qc는 8개 마다 (0,0,0,0,1,1,1,1 (하강) )
Qd는 16개 마다 (0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,1 (하강))
이렇게 하강엣지트리거 방식 때문에 주기가 2배씩 커지게 된다.

혹시 눈치 채셨습니까??
주기가 2배가 됩니다. = 뒷단일 수록 늦게 변합니다. = 높은자리수 입니다.
따라서, 첫 F/F는 LSB 끝 F/F는 MSB입니다...

4. 2 상승엣지트리거도 비동기 up카운터를 만들 수 있다.
하강엣지트리거에서 Q를 사용했다면, 상승에서는 Q'을 다음 CP로 넣어주면 , 하강 엣지가 된다. 
주의 : CP만 Q'으로 넣고, 출력값은 Q로 뽑아야 한다.

정리 : 하강엣지 -> Q
          상승엣지 -> Q'

4.3 down 카운터는 어떻게 만들까?
하강엣지 -> Q'
상승엣지 -> Q
UP과 정반대인 것을 알 수 있다.

4.4 비동기 상향/하향 카운터
상향과 하향을 선택할 수 있는 카운터이다.
앞을 이해했다면, Q가 들어가느냐, Q'이 들어가느냐 에 따라 up과 down의 카운팅 방식이 바뀌는 것을 알았을 것이다.

기본 비동기 카운터에
2x1 MUX를 출력단에 배치하여 Q를 넣을지 Q'을 넣을지 select기능을 만들면 완성~!