프로그래머블・카운터

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프로그래머블・카운터(영: Programmable Counter)와는 전자 회로의 하나로, 임의의 회수의 입력 신호 변화를 계수 할 수 있는 카운터.

프로그래머블・카운터는, 통상 2개의 레지스터로부터 구성된다.1개는 입력 펄스가 있을 때마다 1씩 증가하는 회로를 가지는 것으로, 이제 1개는 전자를 클리어 하는 값을 보관 유지해 두는 것이다.CPU가 이러한 레지스터의 값을 읽고 쓰기할 수 있게 되어 있는 것이 많다.

또, 이러한 레지스터의 값을 비교하고, 일치했을 경우에 카운트치를 제로 클리어 하는 신호를 생성하는 회로도 가지고 있다.이 클리어 신호는 대부분 외부에 꺼낼 수 있게 되어 있어 CPU에 대해서 세치기를 걸치는 용도에 이용되거나 다른 카운터 회로의 입력에 이용되거나 한다.

카운터를 클리어 하는 카운트치로서 N를 설정했을 경우, 클리어 신호는 입력 N펄스마다 발생하게 된다.즉, 입력에 정기적으로 반복하는 펄스 신호를 주었을 경우에는, 그 주파수를 1/N로 한 펄스 신호를 출력한다.이 관점으로부터, 프로그래머블・카운터는 「1/N분주기」라고 불리는 일이 있다.또, 이 경우의 설정치 N를 분주비라고 부른다.

예를 들면 시리얼 통신에 있어서의 통신 속도(baud rate)를 여러가지로 변화시키고 싶은(여러가지 통신 속도에 대응할 수 있는 기기를 만들고 싶다) 경우, 분주비를 CPU로부터 자유롭게 바꿀 수 있는 프로그래머블・카운터가 필요하게 된다.

프로그래머블・카운터에는, 입력 펄스를 카운트 하는 회로의 전단에, 다른 카운터가 병설되고 있는 것이 많다.일전에단의 카운터는 프리스케이라로 불린다.프리스케이라는 회로의 간소화를 위해서, 2, 4, 16 등 2의 멱승의 회수를 카운트 할 때마다 출력 펄스가 나오는 것인 것이 많다.

CPU로부터 설정하는 값이, 카운터를 제로 클리어 하는 값이 아니고, 카운터가 오버플로우(최대치를 지날 때까지 카운트업) 했을 때에 리셋트 하는 초기치이도록(듯이) 설계된 프로그래머블・카운터도 많다.이 경우, 설정하는 것은 분주비그 자체가 아니고,[카운터가 계수 할 수 있는 최대치-N+1](2의 보수 표현으로서 보면—N)를 설정하는 것으로써 1/N분주기가 된다.예를 들면, 카운터부가 8 bit로 구성되어 있었을 경우, (255-10+1)=246를 설정하면 입력 주파수를1/10로 하는 분주기가 된다.프로그래머블・카운터를 그러한 기구로 하면, 회로가 약간 간단하게 된다.

이전에는 프로그래머블・카운터는 그 만큼으로 1개의 IC로서 이용되고 있었지만, 근년은 CPU의 부속 주변 회로로서 CPU 팁안에 들어와 버려 있거나, CPU의 주변 처리를 혼자서 맡는 칩 세트 LSI안의 1회로로서 짜넣어지고 있는 것 쪽이 많다.

편입 기기용으로 설계된 CPU의 경우, 프로그래머블・카운터에 여러가지 부가 기능을 주는 회로가 붙어 있는 것이 많다.예를 들면, 카운터를 클리어 하는 값 외에, 출력치를 OFF로부터 ON로 전환하는 카운터치를 세트 할 수 있는 레지스터를 가지고 있는 경우, 2개의 레지스터의 설정을 잘 조정하면, ON인 시간으로 OFF인 시간을 독립에 조정해 듀티비를 자재로 설정한 출력 파형을 만들 수 있다.이러한, 펄스폭을 제어하는 기술은 PWM로 불려 발광체의 밝기의 조정이나 소리의 음색의 조정등 여러가지 용도로 이용되고 있다.

또, 카운트업을 위한 입력 신호와는 다른 입력 신호와 연동해, 신호가 ON인 동안만 카운트를 행해, 신호가 중단되었을 때에 카운트치를 다른 레지스터에 전송 한다고 하는 기능을 가지는 것도 있다.이 경우, 신호가 ON인 시간을 정밀하게 측정할 수 있다.게다가 카운트치를 디지털 아날로그 변환하는 회로와 그 출력전압과 외부 입력 전압을 비교해 일치하고 있을지를 검출하는 회로(아날로그・콤퍼레이터)를 붙이는 것으로, 간이형의 아날로그 디지털 변환기를 구성할 수 있다.이와 같이 구성한 아날로그 디지털 변환기는, 변환 시간이 길게 걸린다고 하는 결점을 가지지만, 극히 간단한 회로로 작성할 수 있어 IC상에의 집적도 용이하기 때문에, 많이 이용되고 있다.

이러한 같게, 다기능화한 프로그래머블・카운터는, ICU (Intelligent Counter Unit)나 ITU (Intelligent Timer Unit)등으로 불리는 일이 있다.

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