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奇数分周回路

　自分がデジタル回路を習い始めた頃は、TTLやCMOSの
　カウンタICを利用し、分周する回路を扱いました。

　最近は、マイコンやCPLD/FPGAの中に、分周回路を
　組込むので、TTLやCMOSのカウンタICを使い、希望
　の周波数を生成することは少なくなりました。

　市販のデジタル回路のテキストを見ても、TTLやCMOSの
　ICを利用した分周回路を解説していることが少なく
　現場で使える内容から離れていると感じています。

　後に続く技術者を育てるために、カウンタICを利用した
　分周回路の扱い方を残しておきます。自分の備忘録にも
　なるので。

　手持ちのCMOSカウンタに、4024があり、これを使っての
　奇数分周回路実験をやりました。



　複数のクロックを生成する基板から、元になるクロックを
　与えて、３分周、５分周してみます。
　元になるクロックは、218.4Hzです。



　３分周
　　３分周は、０から３までカウントし、３のときに
　　カウンタにリセットをかけます。



　　周波数カウンタで、分周されているか確認します。



　５分周
　　５分周は、０から５までカウントし、５のときに
　　カウンタにリセットをかけます。



　　周波数カウンタで、分周されているか確認します。



　　５は、２進数で101なので、Q2の反転を利用しなければ
　　と考えますが、Q3とQ1だけで充分です。

　　０から順番にカウントしていくと、最初にQ3とQ1が
　　ともに１になるのは、５の場合だけになるのでQ2の
　　反転を使わなくても、確実にリセットできます。

　７分周
　　７分周は、０から７までカウントし、７のときに
　　カウンタにリセットをかけます。



　　２進数で111なので、Q1からQ3をすべて利用し
　　論理積の出力をリセットに接続します。

　９分周
　　９分周は、０から９までカウントし、９のときに
　　カウンタにリセットをかけます。



　　Q1とQ4が、初めてともに１になるときを利用します。

　11分周
　　11分周は、０から11までカウントし、11のときに
　　カウンタにリセットをかけます。



　　２進数で表現すると11は1011なので、１の個数が
　　３個あるとしてリセットを考えます。

　13分周
　　13分周は、０から13までカウントし、13のときに
　　カウンタにリセットをかけます。



　　２進数で表現すると13は1101なので、１の個数が
　　３個あるとしてリセットを考えます。11とは利用
　　するピンが異なるだけです。

　RCO(Ripple Carry Out)をもつカウンタICの中で、LOAD端子を
　持っている場合は、次のように接続して対応します。



　RCOは、２進数で1111のときに出力されるので、LOADで
　値をカウンタに設定し、その値から10進数で15になる
　までカウントして分周します。

　３分周したいときは、１５－３＝１２をDIPスイッチを
　使って与えます。

　RCOは、ハザードを含むことがあるので、高速クロック
　で扱うときには、注意が必要です。

　次のようにすると、ハザードを回避できます。



　高速クロックに対応するには、74HC40102、74HC40103を
　利用することになります。

　74HC40102は、１から99の分周比を指定できます。



　74HC40103は、１から255の分周比を設定できます。



　4024を使った分周のテストは、次の回路を使えば簡単。



　基板に組み込むと、以下。
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