第6章时序逻辑电路135 6.4 计数器6.4.1 计数器概述计数器是数字系统中最常用的时序电路之一。
它的基本功能是对时钟脉冲进行计数,以此为基础,能用于定时、分频等。
在与其他逻辑功能电路组合后,还可以产生脉冲序列、节拍脉冲,并具有数值运算等复杂功能。
计数器的种类繁多,分类方法也多种多样,主要有以下几种。
(1)按触发器触发时间分类触发器是构成计数器的基本单元,一个计数器至少应包含两个以上的触发器。
按照触发器的触发时间可将计数器分为同步方式和异步方式两种。
对于同步计数器,所有触发器的时钟端并联到一起,因此它们同时触发翻转;对于异步计数器,触发器的时钟端信号来源不同,因此它们的触发不是同时发生的,而是有先后之分。
(2)按计数值的增减方式分类计数器的基本逻辑功能是对输入的时钟脉冲个数进行计数。
按计数时的数字增减方式可以分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器(或称加/减计数器)。
加法计数器对输入脉冲数量进行递增计数,而减法计数器则进行递减计数,既能递增计数又能递减计数的称为可逆计数器。
可逆计数器通常设置有控制方式信号端,以进行加/减工作方式的选择。
(3)按计数值的编码方式分类计数器的用途不同,其采用的编码方式也不尽相同。
最常用的是二进制编码方式,其他的如采用BCD编码的二-十进制计数器等。
(4)按计数器容量分类计数器按计数容量可分为三大类:(n位)二进制计数器、十进制计数器和N进制计数器。
计数器的最大计数容量取决于包含的触发器个数。
如果一个计数器包含n个触发器,则理论上最大计数容量为2n,按2n容量工作的计数器统称为(n位)二进制计数器。
例如,最大计数容量为16时,称为4位二进制计数器,也可简称为十六进制计数器。
实际上,通过修改某种计数器的内部或外部电路,可以让计数器不按照最大计数容量工作。
最具代表性且最常用的就是十进制计数器,其内部也要包含4个触发器。
除了二进制和十进制以外,其他统称N进制计数器,它可在前两种计数器的基础上实现。