计数器的介绍-计数器的类型

计数器是一种数字器件，其输出包括基于预定义状态的时钟脉冲应用。的输出计数器可用于数脉冲的个数。通常，计数器由一个触发器组成，可以是同步计数器，也可以是异步计数器。在同步计数器中，只有一个时钟i/p被给予所有触发器，而在异步计数器中，触发器的O / P是附近那个的时钟信号。的应用微控制器需要计数外部事件，如精确的内部时延产生和脉冲序列的频率。这些事件经常在数字系统和计算机中使用。这两个事件都可以通过软件技术执行，但是软件循环计数不会给出准确的结果，更重要的函数没有完成。这些问题可以通过作为中断的微控制器中的定时器和计数器来纠正。

类型的计数器

根据计数器计时的方式，可以将它们分为不同的类型。他们是

• 异步计数器
• 同步计数器
• 异步计数器十年
• 同步计数器十年
• 异步可逆计数器
• 同步上下计数器

为了更好地理解这种类型的计数器，我们在这里讨论一些计数器。

异步计数器

2位异步计数器的示意图如下所示。外部时钟只连接到FF0的时钟i/p(第一个触发器)。因此，这个FF在每个时钟脉冲的下降边缘处改变状态，但是FF1只有在FF0的Q o/p的下降边缘激活时才改变。由于FF的积分传播延迟，i/p时钟脉冲的变化和FF0的Q o/p的变化永远不能同时发生。因此，FF 's不能同时被激活，从而产生一个异步操作。

注意，为了便于，上图中Q0，Q1和CLK的变化显示为并发，即使这是异步计数器。实际上，Q0的延迟小延迟，Q1和CLK变化。

一般来说，所有的CLEAR i/ps都连接在一起，所以在计数开始之前，一个脉冲就可以清除所有的FFs。送入FF0的时钟脉冲在传播延迟后通过新的计数器产生波纹，例如水面上的波纹，因此有了纹波计数器这个术语。

二比特纹波计数器的电路图包括四种不同的状态，每一种状态对应一个计数值。同样，一个具有n个FFs的计数器可以有2N个状态。计数器的状态数称为它的模数。因此，一个2位计数器是一个mod-4计数器。

异步计数器十年

在前面的计数器中有2n种状态。但是，状态小于2n的计数器也是可能的。这些是设计用来否定的。在它们的序列中。这些被称为缩短序列，通过驱动计数器在通过其所有状态之前进行循环来完成。具有缩短序列的计数器的公共模是10。一个序列中有10个状态的计数器称为十年计数器。实现的十进制计数器电路如下所示。

当计数器计数到10时，所有的FFs将被清除。注意，只有q1和q3都用于解码计数10，这称为部分解码。与此同时，从0到9的其他状态中的一个都有q1和q3将是高的。十年计数器的系列如下所示。

异步可逆计数器

在特殊的应用中，计数器必须能够同时进行向上和向下计数。下面的电路是一个3位向上和向下计数器，根据控制信号状态进行向上或向下计数。当UP i/p为1,DOWN i/p为0时，FF0和FF1之间的NAND门将触发器(FF0)的非反转o/p (Q)门禁为触发器(FF1)的时钟i/p。同样，flipflop1的非倒置o/p将通过另一个NAND门进入flipflop2的时钟i/p。因此，计数器将会计数。

一旦控制I / P（向上）为0，下降为1，触发器（FF0）和触发器1（FF）的反相O / PS分别地将FF1＆FF2的时钟I / PS控到时钟I / PS中。如果FF最初更改为0，则当应用I / P脉冲时，计数器将通过以下序列。请注意，由于NAND门引入额外的传播延迟，异步上下计数器比UP反计数器更慢。

同步计数器

在这个柜台类型，所有FF的CLK I / PS连接在一起，并由I / P脉冲激活。因此，所有FFS瞬间更改状态。以下电路图是三位同步计数器。FLIP-FLOP0的输入j和k连接到高。触发器1具有连接到触发器0（FF0）的O / P的J＆K I / PS，触发器2（FF2）的输入J＆K连接到AND栅极的O / P由触发器0和触发器1的O / PS馈送。当FF0和FF1的输出都很高时。第四个CLK脉冲的正边缘将导致FF2改变其状态，因为栅极而变化。

三位计数器表的级数如下所示。这些计数器的主要优点是，由于所有的FFs都是并行激活的，因此不会增加时间延迟。因此，此同步计数器的最大工作频率将大大高于等效纹波计数器。

同步计数器十年

同步计数器计数从0-9类似于异步计数器，然后再次回收零。通过将1010状态驱动回0000状态来完成此过程。这被称为截断的序列，其可以由以下电路设计。

从左桌子上的系列中，我们可以观察到这一点

• 每一个CLK脉冲上都有Q0
• 当Q0=1 & Q3=0时，Q1会改变下一个时钟脉冲。
• 当Q0=Q1=1时，Q2在下一个时钟脉冲上改变。
• 当Q0=1, Q1=1 & Q2=1(计数7)，或当Q0=1 & Q3=1(计数9)时，Q3改变下一个CLK脉冲。

上述特征是使用的和门或或门。逻辑图在上图中示出。

同步上下计数器

下面给出三位同步上下计数器，表格和序列。这种类型的计数器具有类似于异步上下计数器的上下控制I / P，用于通过某一系列控制柜台方向。

该系列的表格显示

• Q0对上下和下序列的每个CLK脉冲有关
• 当向上级数Q0=1时，在下一个CLK脉冲上Q1的状态发生变化。
• 当Q0 = 0对于下序列时，那么Q1的状态会改变下一个CLK脉冲。
• 当Q0 = Q1 = 1用于UP系列时，则Q2的状态会在下一个CLK脉冲上改变。
• 当Q0 = Q1 = 0对于下序列时，则Q2的状态在下一个CLK脉冲上改变。

上述特性与栅极或门而不是门使用。逻辑图在上图中示出。

计数器的应用

计数器的应用主要涉及数字时钟和多路复用。计数器的最佳示例是并行于下面讨论的串行数据转换逻辑。

一组位，并行地执行并行线路称为并行数据。在时间序列中在单行中执行的一组位称为串行数据。通常通过使用计数器来完成数据的双数系系列的并行串行数据转换，如下面的电路中所解释的那样，选择MUX的I / PS。

在上述电路中，模8计数器由Q o/ps组成，它连接到数据，选择i/ps的一个8位mux。前8位并行数据组应用于MUX的输入。当计数器经过一个从0-7的二进制序列时，每个位从D0开始，被串行选择并通过MUX到o/p线。经过8-CLK脉冲，数据字节已经改变为串行格式并通过传输线路发送出去。然后，计数器重新处理回0，并在类似的进程中再次串行地更改另一个并行字节。

因此，这是关于计数器和计数器类型的所有内容，包括异步计数器、同步计数器、异步十年计数器、同步十年计数器、异步上下计数器和同步上下计数器。此外，任何关于这个主题的疑问或8051微控制器中的计时器和计数器请在下面的评论部分发表评论。