KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2011

PYTANIE NR 27.
Układ jakiego licznika został przedstawiony na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat układu cyfrowego z trzema przerzutnikami typu JK, które są połączone w konfiguracji licznika.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Licznik modulo 5 to układ zliczający w cyklu dokładnie 5 różnych stanów (najczęściej 0–4), po czym wraca do stanu początkowego. Na schemacie rozpoznaje się go po logice, która wymusza reset/preset po osiągnięciu odpowiedniej kombinacji wyjść, skracając naturalny zakres 2^n stanów przerzutników.

Pełne wyjaśnienie:

Pojęcie licznika modulo N oznacza, że układ przechodzi kolejno przez N stanów i następnie cyklicznie wraca do stanu startowego. Przykładowo licznik modulo 5 ma 5 stanów, typowo: 0, 1, 2, 3, 4 (w kodzie binarnym: 000, 001, 010, 011, 100), a po kolejnym impulsie zliczającym wraca do 0.

W praktyce wiele liczników buduje się z przerzutników, które "naturalnie" tworzą liczniki o modulo 2^n (gdzie n to liczba przerzutników). Jeśli jednak na schemacie widać dodatkowe bramki lub połączenia do wejścia reset/clear albo preset, to układ może mieć mniejsze modulo niż 2^n. Dzieje się tak, gdy pewna kombinacja wyjść jest wykrywana i natychmiast wymusza wyzerowanie lub ustawienie stanu początkowego.

Dlatego przy rozpoznawaniu modulo na rysunku należy:

  • ustalić, ile stanów układ faktycznie dopuszcza (z uwzględnieniem resetu/presetu),
  • sprawdzić, po jakiej kombinacji wyjść uruchamia się zerowanie,
  • pamiętać, że reset może "ucinać" sekwencję, przez co cykl nie obejmuje wszystkich stanów 2^n.

Odpowiedź "Modulo5" pasuje do układu, w którym logika ogranicza zliczanie do 5 stanów. Pozostałe propozycje są typowymi pomyłkami: "Modulo4" i "Modulo3" bywają wybierane, gdy ktoś myli liczbę bitów lub widzi fragment sekwencji bez analizy resetu, a "Modulo7" pojawia się, gdy błędnie zakłada się 7 stanów (0–6) bez sprawdzenia, czy układ rzeczywiście przechodzi przez tyle unikalnych kombinacji wyjść.

Wskazówka egzaminacyjna: zamiast zgadywać, zawsze szukaj na schemacie sygnału, który zawęża cykl (clear/reset/preset) i zadaj sobie pytanie: "po ilu krokach układ wraca do stanu początkowego?".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Licznik modulo to licznik, który przechodzi przez określoną liczbę stanów i potem wraca do początku. Gdy mówi się "modulo 5", oznacza to 5 stanów w cyklu (zwykle 0–4). Modulo może wynikać z samej liczby przerzutników albo z dodatkowej logiki resetu/presetu.
Sprawdza się, po jakiej kombinacji wyjść uruchamia się reset/clear lub preset. Jeśli dodatkowa logika powoduje powrót do stanu początkowego po 5 kolejnych stanach, to licznik jest modulo 5. Kluczowe jest wykrycie warunku zerowania, który "ucina" naturalne 2^n stanów.
3 przerzutniki dają maksymalnie 2^3 = 8 stanów, ale tylko wtedy, gdy nic nie ogranicza sekwencji. Jeśli na schemacie jest bramka podająca sygnał na wejście reset/clear, układ może wracać do zera wcześniej, np. po 5 stanach. Wtedy modulo jest mniejsze niż 8.
Oznacza to, że w normalnej pracy licznik przyjmuje pięć różnych wartości i następnie powtarza sekwencję. Najczęściej są to wartości od 0 do 4. Po kolejnym impulsie zliczającym nie pojawia się nowa wartość 5, tylko następuje powrót do stanu początkowego.
Najczęściej myli się modulo z 2^n (liczbą stanów wynikającą z liczby przerzutników) i ignoruje dodatkową logikę resetu. Drugi błąd to liczenie "do N włącznie" zamiast "N stanów" (np. myślenie, że modulo 5 to 0–5). Warto też uważać na asynchroniczny reset.
Same 2 przerzutniki dają 4 stany, więc bez dodatkowych elementów nie uzyska się 5 stanów. Licznik modulo 5 zwykle wymaga co najmniej 3 przerzutników (dla dostępności stanów) oraz logiki, która wymusza reset po odpowiedniej kombinacji. Dokładna realizacja zależy od typu licznika.
Stosuje się go m.in. jako dzielnik częstotliwości przez 5, w generatorach sekwencji kroków, w prostych sterownikach cyklicznych oraz w układach zliczających impulsy, gdzie wymagany jest powtarzalny cykl pięciu zdarzeń (np. pięć etapów sygnalizacji lub pomiaru).
Najczęściej są to połączenia do wejść reset/clear albo preset, sterowane z wyjść licznika przez bramki logiczne. Jeśli część wyjść wraca do bramki i tworzy warunek "gdy pojawi się ta kombinacja, wyzeruj", to oznacza, że licznik ma nietypowe modulo.
Są mylące, bo w prostych przykładach szkolnych często spotyka się liczniki 2-bitowe (modulo 4) i liczniki "ucięte" do małej liczby stanów. Na egzaminie trzeba jednak sprawdzić pełny warunek resetu i faktyczną sekwencję stanów, a nie kierować się tylko intuicją.
Ćwicz analizę schematów: rozpoznawanie przerzutników, wejść zegara i resetu oraz śledzenie sekwencji stanów. Pomaga rysowanie tabeli stanów i zaznaczanie, kiedy pojawia się reset. Warto też powtórzyć, że modulo to liczba stanów w cyklu, a nie "najwyższy numer".
info

Około 47% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Licznik modulo 5 to układ zliczający w cyklu dokładnie 5 różnych stanów (najczęściej 0–4), po czym wraca do stanu początkowego."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Licznik (elektronika cyfrowa)" – definicje liczników i pojęcie modulo, https://pl.wikipedia.org/wiki/Licznik_(elektronika_cyfrowa) (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (EN): "Modulo operation / Modulo" – znaczenie terminu "modulo" jako liczby stanów w cyklu, https://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation (dostęp: 2026-02-27)
  • All About Circuits: "Counters" (Digital) – omówienie liczników i ograniczania sekwencji przez reset, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-11/counters/ (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręcznik do techniki cyfrowej (rozdziały: liczniki, przerzutniki, układy sekwencyjne)
  • Noty katalogowe typowych układów licznikowych (np. rodziny 74HC/4000) – sekcje "counter" i "reset/clear"
  • Ćwiczenia laboratoryjne: budowa licznika modulo N z przerzutników i bramek

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego