계수기 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
{{출처 필요|날짜=2013-09-21}}
{{다른 뜻|지폐계수기}}
'''계수기'''(counter, '''카운터''')란 클럭펄스를 세어서 수치를 처리하기 위한 [[논리 회로]] ([[디지털 회로]])이다. 계수기가 계수한 [[이진법|이진수]]나 [[이진화 십진수]]가 디코더를 통해서 7 세그먼트 [[발광 다이오드]]에 표시되는 숫자로 변환하여 인간이 알아볼 수 있는 정보가 된다. 또한 인코더가 정보를 이진수로 변환한 것을 계수기를 통해 계수 처리를 실시 할 수 있다.

[[수정진동자]]를 이용한 [[발진 회로]]를 통해 만들어진 매우 높은 [[주파수]] (예시로 32.768 K[[헤르츠|Hz]])의 전기신호를 낮은 주파수 (예시로 1 Hz)의 신호로 변환하기 위해서도 사용된다. 그렇기 때문에 이런 회로를 '''분주기'''라고 부른다.

== 계수기의 종류 ==
필요한 출력, 잡음특성, 속도등에 대응해서 다양한 계수기가 사용된다.

=== 가중 계수기 ===
가중 계수기({{lang|en|weighting counter}})란 각 비트의 수치화 평가가있어서 변화의 주기가 다른 것이다.

==== 이진 계수기 ====
이진 계수기란 이진수를 출력하는 계수기이다. D [[플립플롭]]의 <math>\bar{Q}</math>출력을 D입력 및 다음단의 클럭입력에 연결해서 각 플립플롭에서 Q출력을 설계한 회로이다. 이러한 접속에 의하여 첫 번째 소자에 입력된 클럭펄스가 1개씩 증가할 때마다 <math>Q</math>출력이 0에서 1로 반전을 반복하기 때문에 첫 번째 소자부터 출력은 입력된 클럭펄스의 수를 이진수로 표시했을 경우에 최하위 자리수가 되고 두 번째 소자는 두 번째 자리수가 되듯이 이진수로 출력을 나타낼 수 있다.

<math>n</math>단의 이진 계수기는 클럭의 주파수를 <math>1 \over 2n</math>으로 변환한다고 볼 수도 있다. 이진화 십진수로 계수기 동작을 실시하려면 각 비트의 출력이 1010 (십진수 "10")이 되었을 경우 0000으로 [[초기화]] (리셋)하는 회로가 필요하다. 동일한 치수를 검출해서 리셋하는 것으로 클럭펄스의 주파수를 1/(임의의 수)로 변환할 수 있다.

===== 4단 (비트) 이진 계수기의 출력 =====
    0123456789ABCDEF
 -------------------
 Q<sub>1</sub> 0101010101010101
 Q<sub>2</sub> 0011001100110011
 Q<sub>3</sub> 0000111100001111
 Q<sub>4</sub> 0000000011111111

==== 그레이(Gray)코드 계수기 ====
그레이코드 계수기란 동시에 하나의 비트만 변하지 않게 코드를 할당해서 디코드시의 스태틱 하자드 (단시간의 스파이크장의 잡음)를 방지한 것이다.

===== 4단 그레이코드 계수기의 출력 =====
    0123456789ABCDEF
 -------------------
 Q<sub>1</sub> 0011001100110011
 Q<sub>2</sub> 0111100001111000
 Q<sub>3</sub> 1110000000011111
 Q<sub>4</sub> 1111111000000001

=== 비가중 계수기 ===
비가중 계수기({{lang|en|nonweighting counter}})란 각비트에 수치화 평가가 없는 것이다. 선형 피드백 시프트 레지스터({{lang|en|Linear feedback Shift Register}})라고 불리는 임의의 값을 적재한 플립플롭의 비트열을 클럭펄스마다 이웃의 플립플롭으로 이동해 가는 회로가 기본이 된다.

==== 링 계수기 ====
링 계수기란 특정 초기치를 플립플롭에 적재해서 플립플롭의 비트열을 클럭펄스마다 이웃의 플립플롭으로 이동해 가는 것이다.

==== 존슨 계수기 ====
존슨 계수기란 두 개의 비트를 디코드하는 것만으로 임의의 신호를 꺼낼 수 있도록 코드를 할당한 것이다. "1"과 "0"의 기간이 같은 대칭형과 불균일한 비대칭형이 있다.

===== 4비트 대칭형 존슨 계수기의 출력 =====
    01234567
 -----------
 Q<sub>1</sub> 01111000
 Q<sub>2</sub> 00111100
 Q<sub>3</sub> 00011110
 Q<sub>4</sub> 00001111

=== 원핫 상태 계수기 ===
원핫 상태 계수기란 디코드가 필요하지 않기 때문에 클럭펄스의 수에 일치한 플립플롭의 출력만을 1 그외에는 0으로 하는 것이다. 세는 수만큼 플립플롭이 필요하기 때문에 계수기 본체의 회로규모가 가장 커진다.

==== 4비트 원핫 상태 계수기 ====
    0123
 -------
 Q<sub>1</sub> 1000
 Q<sub>2</sub> 0100
 Q<sub>3</sub> 0010
 Q<sub>4</sub> 0001

=== 필드코드 계수기 ===
필드코드 계수기 ({{lang|en|filled code counter}})란 비트열의 편성을 모두 사용하는 것이다. 비트열을 모두 사용하기 때문에 계수기 본체의 게이트 규모가 작다.
* 이진 계수기
* 그레이코드 계수기
* 2비트 존슨 계수기

=== 언필드코드 계수기 ===
언필드코드 계수기 ({{lang|en|unfilled code counter}})란 비트열 편성의 일부만을 사용하는 것이다. 사용하지 않는 조합이 되었을 경우의 회복회로가 필요하다. 계수기 본체의 게이트 규모가 커지지만 디코드 회로가 작게 고속화가 가능하다.
* 선형 시프트 레지스터
* 링 계수기
* 3비트 이상의 존슨 계수기
* 원핫 상태 계수기

== 각종 기능 ==
계수기는 그 밖에도 다음과 같은 기능이 있다.
* 업 다운기능
* 일반적인 계수기는 수치를 순서대로 더해서 계수하는 것이지만, 반대로 수치를 빼서 계수하는 계수기나 이러한 기능을 변경해서 카운트할 수 있는 계수기도 있다.
* 프리셋 기능
* 0 이외의 초기값을 미리 설정해서 그 값으로부터 계수를 실시하는 기능이다.

== 같이 보기 ==
{{위키공용분류}}
* [[프로그래머블 계수기]]
* [[디지털 회로]] - [[논리 회로]] - [[하드웨어 기술 언어]]
* [[표준 논리 IC]]
* [[이진법|이진수]] - [[이진화 십진수]]
* [[플립플롭]]

{{전거 통제}}

[[분류:기수법]]
[[분류:디지털 회로]]
[[분류:단항 연산]]