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n位异步二进制计数器由n个T'触发器组成,其构成和特性如下:
一、基本组成
所有触发器均采用 下降沿触发(T'触发器),这是异步计数器的典型特征。
级联连接
触发器之间采用 级联方式连接,即前一级触发器的输出直接作为后一级触发器的时钟输入。这种连接方式确保了计数脉冲的传递具有时序关系。
二、工作原理
计数过程
- 计数脉冲(CP)作用于最低位触发器,使其状态翻转。 - 其他高位触发器的时钟输入由相邻低位触发器的输出控制,形成“后进位”机制。
状态转换
- 每个触发器状态翻转后,会触发其相连高位触发器的时钟输入,逐级传递脉冲。 - 计数范围为0到$2^n - 1$,当计数到最大值时产生溢出。
三、示例
以4位异步二进制加法计数器为例:
由4个T'触发器组成,时钟信号$bar{CP}$连接最低位触发器的时钟端。- 当$bar{CP}$为高电平时,触发器Q0翻转,Q0的输出$bar{Q0}$同步至Q1的时钟输入;Q1翻转后,其输出同步至Q2的时钟输入,依此类推。
四、优点
电路简单:
仅需基本触发器即可实现,可靠性较高。
灵活性:通过调整触发器类型(如D触发器)可实现不同进制计数器。
综上,n位异步二进制计数器的核心在于n个T'触发器的级联连接及其时序控制。