定义:同步计数器是一种计数器,其中时钟信号被同时向计数器电路中存在的每个触发器提供给。更具体地,我们可以说每个触发器与时钟输入同步触发。
不像异步柜台如果使用单独的时钟脉冲来触发触发器,则使用单个时钟脉冲触发同步计数器中的所有触发器。
我们知道设计异步计数器很容易,那么设计同步计数器背后的原因是什么。此问题的答案是异步计数器对最大工作频率有一个限制。
因此,为了克服这种限制,设计了同步计数器,其中提供了同时计时。由于同时计时,输出与时钟输入同步变化。
同步导致每个输出位的变化同时具有共同的时钟信号。从而消除了纹波效果,因此传播延迟。
同步计数器的电路和操作
在这里,下图显示了3位同步计数器:
电路由3 J-K触发器和2和栅极组成。并且同时提供触发触发器的时钟信号。
这里有值得注意的是,只有触发器A的输入端子提供有效高信号,因此它在每个时钟输入的下降沿切换。
此外,触发器B的输入将通过AND门提供,其输出取决于先前触发器的输入和输出I.,B在这种情况下。栅极打开并使触发器B仅在触发器A的输出高时才能切换。
以类似的方式,FLIP-FLOP C的输入将是2的输出n和门。因此,触发器C仅在门A时切换2将继续。A.2只有在输出的情况下才会在1以及触发器B,将很高。
现在,让我们通过考虑3位同步计数器来了解同步计数器执行的操作:
在开始时,触发器设置为0,因此所有三个触发器的输出I.,问:C问:B.问:一种将是000.。但是,在第一时钟脉冲的下降沿,触发器的输出从0到1开始切换,但在触发器B和C的输出时不会发生变化,因为这两个触发器的输入端子是0直到下一个时钟脉冲到达。
因此,在应用第一时钟脉冲时,触发器的输出即,问:C问:B.问:一种将是001.。
现在进一步在2之前n时钟脉冲,触发器的输入I.,A和B的输入将为1.这是因为门a的输出1高。所以,在2的下降沿n时钟脉冲,触发器A和B的输出再次切换。
因此,这将导致触发器A,从1到0和触发器B的输出变化,从0到1。
因此,现在产出将是010。因此,这导致关闭栅极a1A.2。
当3时,再次rd.施加时钟脉冲,在其下降沿,再次输出触发器的输出切换。这导致转动门a1。并且由于这个门a2也将打开,因此产出将是011。
在4时进一步移动TH.施加时钟脉冲,对电路中的所有3个触发器的输入很高。因此,4的下降沿TH.触发器将切换所有触发器的输出,从而改变Q一种问:B.到0和qC因此,这将是该特定时钟脉冲的总输出100.。
这将导致盖茨的关闭1A.2。因此,当下一个时钟脉冲到达时,然后在第五个时钟脉冲的下降沿,触发器A的输出将再次从0切换到1.所以问:C问:B.问:一种将是101.。但是,这也将导致开启的一个1A.2。
所以,当6时TH.施加时钟脉冲然后在其下降沿翻转从1到0的切换切换。并且还向触发器B的输入高,因此输出从0切换到1.因此,在这种情况下,问:C问:B.问:一种将是110。
该过程进一步继续以这种方式,在8的下降沿TH.时钟脉冲,所有触发器的输出问:C问:B.问:一种将重置为000。
在同步计数器的情况下,它是值得注意的,即电路中的所有触发器的重置发生在同一时间。因此,计数器的稳定时间等同于电路中每个触发器的传播延迟时间。
因此,同步计数器可以用高频的时钟信号操作。
3位同步计数器时序图
因此,从上面的解释,3位同步计数器的真相表如下:
此外,这里的图显示了同步计数器的时序图:
在本文中,我们已经讨论了3位同步柜台。然而,通过简单地补充电路中的每个触发器的输出端子,可以设计一个下计数器。
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