没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件。它不仅能记录输入时钟脉冲的个数,还可以实现分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如,...
需积分: 18 17 下载量 115 浏览量
2009-04-07
09:15:07
上传
评论 1
收藏 313KB DOC 举报
温馨提示
试读
12页
计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件。它不仅能记录输入时钟脉冲的个数,还可以实现分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如,计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。
资源推荐
资源详情
资源评论
二进制计数器
来自 EEWiki.
跳转到: 导航, 搜索
计数器是数字系统中用得较多的基本逻辑器件。它不仅能记录输入时钟脉冲的
个数,还可以实现分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如,计算机中
的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。
计数器的种类很多。按时钟脉冲输入方式的不同,可分为同步计数器和异步计
数器;按进位体制的不同,可分为二进制计数器和非二进制计数器;按计数过
程中数字增减趋势的不同,可分为加计数器、减计数器和可逆计数器。
二进制异步计数器:
1.二进制异步加计数器
电路结构
以三位二进制异步加法计数器为例,如图 8.4.1 所示。该电路由 3 个上升沿触
发的 D 触发器组成,具有以下特点:每个 D 触发器输入端接该触发器 Q 端信号,
因而 Q n+1=Q n,即各 D 触发器均处于计数状态;计数脉冲加到最低位触发
器的 C 端,每个触发器的 Q 端信号接到相邻高位的 C 端。
(2)原理分析:
假设各触发器均处于 0 态,根据电路结构特点以及 D 触发器工作特性,不难得
到其状态图和时序图,它们分别如图 8.4.2 和图 8.4.3 所示。其中虚线是考虑
触发器的传输延迟时间 tpd 后的波形。
由状态图可以清楚地看到,从初始状态 000(由清零脉冲所置)开始,每输入一
个计数脉冲,计数器的状态按二进制递增(加 1),输入第 8 个计数脉冲后,
计数器又回到 000 状态。因此它是 23 进制加计数器,也称模八(M=8)加计
数器。
从时序图可以清楚地看到 Q0,Q1,Q2 的周期分别是计数脉冲(CP)周期的 2
倍,4 倍、8 倍,也就是说 Q0,Q1,Q2,分别对 CP 波形进行了二分频,四分频,
八分频,因而计数器也可作为分频器。
需要说明的是,由图 8.4.3 中的虚线波形可知,在考虑各触发器的传输延迟时
间 tpd 时,对于一个 n 位的二进制异步计数器来说,从一个计数脉冲(设为上升
沿起作用)到来,到 n 个触发器都翻转稳定,需要经历的最长时间是 ntpd ,为保
证计数器的状态能正确反应计数脉冲的个数,下一个计数脉冲(上升沿)必须在
ntpd 后到来,因此计数脉冲的最小周期 Tmin=ntpd 。
2.二进制异步减计数器:
图 8.4.4 是 3 位二进制异步减计数器的逻辑图和状态图。从初态 000 开始,在
第一个计数脉冲作用后,触发器 FF0 由 0 翻转为 1(Q0 的借位信号),此上
升沿使 FF1 也由 0 翻转为 1(Q1 的借位信号),这个上升沿又使 FF2 由 0 翻转
为 1,即计数器由 000 变成了 111 状态。在这一过程中,Q0 向 Q1 进行了借
位,Q1 向 Q2 进行了借位。此后,每输入 1 个计数脉冲,计数器的状态按二进
制递减(减 1)。输入第 8 个计数脉冲后,计数器又回到 000 状态,完成一次
循环。因此,该计数器是 23 进制(模 8)异步减计数器,它同样具有分频作用。
综上所述,可对二进制异步计数器归纳出以下两点:
(1)n 位二进制异步计数器由 n 个处于计数工作状态(对于 D 触发器,使
Di=Qin;对于 JK 触发器,使 Ji=Ki=1) 的触发器组成。各触发器之间的连接方
式由加、减计数方式及触发器的触发方式决定。对于加计数器,若用上升沿触发
的触发器组成,则应将低位触发器的 Q 端与相邻高一位触发器的时钟脉冲输入
端相连(即进位信号应从触发器的 Q 端引出);若用下降沿触发的触发器组成,
则应将低位触发器的 Q 端与相邻高一位触发器的时钟脉冲输入端连接。对于减
计数器,各触发器的连接方式则相反。
(2)在二进制异步计数器中,高位触发器的状态翻转必须在低一位触发器产生进
位信号(加计数)或借位信号(减计数)之后才能实现。故又称这种类型的计
数器为串行计数器。也正因为如此,异步计数器的工作速度较低。
8.4.2 二进制同步计数器
为了提高计数速度,可采用同步计数器,其特点是,计数脉冲同时接于各位触
发器的时钟脉冲输入端,当计数脉冲到来时,各触发器同时被触发,应该翻转的
触发器是同时翻转的,没有各级延迟时间的积累问题。同步计数器也可称为并
行计数器。
1.二进制同步加计数器
图 8.4.5 是用 JK 触发器(但已令 J=K)组成的 4 位二进制(M=16)同步加计
数器。
由图可见,各位触发器的时钟脉冲输入端接同一计数脉冲 CP ,各触发器的驱
动方程分别为 J0=K0=1,J1=K1=Q0、J2=K2=Q0Q1、 J3=K3=Q0Q1Q2
。
剩余11页未读,继续阅读
资源评论
pgy616
- 粉丝: 1
- 资源: 5
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功