
【計】 synchronous binary counter
同步二進制計數器(Synchronous Binary Counter)是一種數字電路設計,其所有觸發器的時鐘輸入端均連接至同一時鐘信號源,确保狀态更新在嚴格同步的時序下完成。該電路通過二進制編碼實現累加或遞減計數功能,具有高速、低延遲特性,廣泛應用于時序邏輯系統、頻率合成及通信設備中。
從結構角度分析,同步二進制計數器采用JK觸發器或D觸發器構建,所有觸發器共享公共時鐘信號。其核心設計原則是:通過組合邏輯電路生成下一狀态的觸發器輸入信號,使所有觸發器在時鐘上升沿或下降沿同時切換狀态。這種設計消除了異步計數器的紋波延遲現象,理論上可實現任意位寬的穩定計數。
典型應用包括:
相較于異步計數器,同步設計的優勢體現在:
該技術規範參考《數字電子技術基礎》(閻石主編)第7章時序邏輯電路設計原理,同時符合IEEE Std 91-1984數字系統設計标準中關于同步時序電路的設計要求。
同步二進制計數器是一種常見的數字電路,主要用于按二進制順序進行計數操作,其核心特點是所有觸發器的狀态更新由同一時鐘信號控制,消除了異步計數器中的延遲累積問題。以下是詳細解釋:
同步二進制計數器由多個觸發器(如JK觸發器或T觸發器)組成,所有觸發器的時鐘端連接到同一時鐘源,确保所有位同時響應時鐘脈沖。它按二進制規律遞增或遞減計數,例如4位計數器可循環計數0(0000)到15(1111)。
使用T觸發器實現時,各觸發器的輸入T滿足:
特性 | 同步計數器 | 異步計數器 |
---|---|---|
時鐘信號 | 所有觸發器共用同一時鐘 | 高位時鐘由低位輸出觸發 |
延遲 | 無累積延遲,速度更快 | 延遲隨位數增加而累積 |
電路複雜度 | 較高(需額外邏輯門) | 較低(直接級聯觸發器) |
應用場景 | 高頻、高精度計數 | 低頻、簡單計數 |
若需進一步了解具體電路設計或真值表,可參考數字電路教材中的“時序邏輯電路”章節。
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