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同步計數(shù)器和異步計數(shù)器兩種類型的主要區(qū)別?

發(fā)布時間:2023-06-11 17:49:52人氣:

 在數(shù)字電子產(chǎn)品中,計數(shù)器是由一系列觸發(fā)器組成的時序邏輯電路。顧名思義,計數(shù)器用于計算輸入在負或正邊沿轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)的次數(shù)。根據(jù)觸發(fā)觸發(fā)器的方式,計數(shù)器可以分為兩類:同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。了解這兩種計數(shù)器的工作原理以及它們之間的區(qū)別。

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 一、什么是同步計數(shù)器?


 如果時鐘脈沖同時施加到計數(shù)器中的所有觸發(fā)器,則這種計數(shù)器稱為同步計數(shù)器。


 在同步計數(shù)器中,所有構(gòu)成的觸發(fā)器同時使用相同的時鐘輸入進行計時。這些也稱為并行計數(shù)器。


 基本上,同步計數(shù)器中的所有觸發(fā)器都以級聯(lián)方式排列,每個觸發(fā)器都單獨連接到一個外部時鐘。它允許使用相同的時鐘輸入同時為所有觸發(fā)器提供時鐘。這意味著每個觸發(fā)器的輸出與時鐘輸入同步變化。


 因此,公共時鐘信號會同時導(dǎo)致每個單獨觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生變化。結(jié)果它不會導(dǎo)致紋波效應(yīng),因此在同步計數(shù)器中沒有傳播延遲。


 邏輯門在同步計數(shù)器中用于控制計數(shù)序列。


 二、什么是異步計數(shù)器?


 異步計數(shù)器也稱為串行計數(shù)器,因為構(gòu)成計數(shù)器的觸發(fā)器是串聯(lián)連接的,輸入時鐘脈沖提供給連接中的第一個觸發(fā)器。


 第一個觸發(fā)器的輸出充當(dāng)正向下一個相鄰觸發(fā)器的輸入。以這種方式,時鐘輸入通過計數(shù)器波動。因此,這些計數(shù)器也被稱為紋波計數(shù)器。


 由于紋波效應(yīng),異步計數(shù)器中的定時信號在通過每個觸發(fā)器時會延遲一定量。因此,它會導(dǎo)致傳播延遲。


 三、同步計數(shù)器和異步計數(shù)器之間的主要區(qū)別


 扳機:(1)在同步計數(shù)器的情況下,所有組成的觸發(fā)器同時用相同的時鐘觸發(fā)。(2)在異步計數(shù)器的情況下,會觸發(fā)具有不同時鐘的不同觸發(fā)器。


 運算速度:(1)與異步計數(shù)器相比,同步計數(shù)器的運算速度更快。(2)異步計數(shù)器的運算速度比同步計數(shù)器慢。


 容易出錯:(1)同步計數(shù)器不易出錯;它們幾乎不會產(chǎn)生任何解碼錯誤,因為每個觸發(fā)器都是單獨計時的。(2)異步計數(shù)器更容易出錯并在系統(tǒng)中產(chǎn)生解碼錯誤。


 復(fù)雜性:(1)同步計數(shù)器中的所有觸發(fā)器都與時鐘協(xié)調(diào),因此與異步計數(shù)器相比,其設(shè)計和實現(xiàn)復(fù)雜。(2)在異步計數(shù)器中,一個觸發(fā)器的輸出作為下一個觸發(fā)器的輸入,因此其設(shè)計和實現(xiàn)非常簡單。


 順序:(1)同步計數(shù)器可以在任何所需的計數(shù)序列中運行,因為它可以通過更改時鐘序列來進行操作。(2)異步計數(shù)器只能以固定的計數(shù)順序運行,即UP和DOWN。


 延遲:(1)在同步計數(shù)器的情況下沒有觀察到傳播延遲。(2)在異步計數(shù)器的情況下,從一個觸發(fā)器到另一個觸發(fā)器存在后續(xù)傳播延遲。


 同步計數(shù)器中的所有觸發(fā)器都使用相同的時鐘輸入同時計時。相反,異步計數(shù)器的組成觸發(fā)器在不同的時刻用不同的輸入信號計時。

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