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同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器兩種類(lèi)型的主要區(qū)別?

發(fā)布時(shí)間:2023-06-11 17:49:52人氣:

 在數(shù)字電子產(chǎn)品中,計(jì)數(shù)器是由一系列觸發(fā)器組成的時(shí)序邏輯電路。顧名思義,計(jì)數(shù)器用于計(jì)算輸入在負(fù)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(jì)數(shù)器可以分為兩類(lèi):同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。了解這兩種計(jì)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(jì)數(shù)器?


 如果時(shí)鐘脈沖同時(shí)施加到計(jì)數(shù)器中的所有觸發(fā)器,則這種計(jì)數(shù)器稱(chēng)為同步計(jì)數(shù)器。


 在同步計(jì)數(shù)器中,所有構(gòu)成的觸發(fā)器同時(shí)使用相同的時(shí)鐘輸入進(jìn)行計(jì)時(shí)。這些也稱(chēng)為并行計(jì)數(shù)器。


 基本上,同步計(jì)數(shù)器中的所有觸發(fā)器都以級(jí)聯(lián)方式排列,每個(gè)觸發(fā)器都單獨(dú)連接到一個(gè)外部時(shí)鐘。它允許使用相同的時(shí)鐘輸入同時(shí)為所有觸發(fā)器提供時(shí)鐘。這意味著每個(gè)觸發(fā)器的輸出與時(shí)鐘輸入同步變化。


 因此,公共時(shí)鐘信號(hào)會(huì)同時(shí)導(dǎo)致每個(gè)單獨(dú)觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生變化。結(jié)果它不會(huì)導(dǎo)致紋波效應(yīng),因此在同步計(jì)數(shù)器中沒(méi)有傳播延遲。


 邏輯門(mén)在同步計(jì)數(shù)器中用于控制計(jì)數(shù)序列。


 二、什么是異步計(jì)數(shù)器?


 異步計(jì)數(shù)器也稱(chēng)為串行計(jì)數(shù)器,因?yàn)闃?gòu)成計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器是串聯(lián)連接的,輸入時(shí)鐘脈沖提供給連接中的第一個(gè)觸發(fā)器。


 第一個(gè)觸發(fā)器的輸出充當(dāng)正向下一個(gè)相鄰觸發(fā)器的輸入。以這種方式,時(shí)鐘輸入通過(guò)計(jì)數(shù)器波動(dòng)。因此,這些計(jì)數(shù)器也被稱(chēng)為紋波計(jì)數(shù)器。


 由于紋波效應(yīng),異步計(jì)數(shù)器中的定時(shí)信號(hào)在通過(guò)每個(gè)觸發(fā)器時(shí)會(huì)延遲一定量。因此,它會(huì)導(dǎo)致傳播延遲。


 三、同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器之間的主要區(qū)別


 扳機(jī):(1)在同步計(jì)數(shù)器的情況下,所有組成的觸發(fā)器同時(shí)用相同的時(shí)鐘觸發(fā)。(2)在異步計(jì)數(shù)器的情況下,會(huì)觸發(fā)具有不同時(shí)鐘的不同觸發(fā)器。


 運(yùn)算速度:(1)與異步計(jì)數(shù)器相比,同步計(jì)數(shù)器的運(yùn)算速度更快。(2)異步計(jì)數(shù)器的運(yùn)算速度比同步計(jì)數(shù)器慢。


 容易出錯(cuò):(1)同步計(jì)數(shù)器不易出錯(cuò);它們幾乎不會(huì)產(chǎn)生任何解碼錯(cuò)誤,因?yàn)槊總€(gè)觸發(fā)器都是單獨(dú)計(jì)時(shí)的。(2)異步計(jì)數(shù)器更容易出錯(cuò)并在系統(tǒng)中產(chǎn)生解碼錯(cuò)誤。


 復(fù)雜性:(1)同步計(jì)數(shù)器中的所有觸發(fā)器都與時(shí)鐘協(xié)調(diào),因此與異步計(jì)數(shù)器相比,其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。(2)在異步計(jì)數(shù)器中,一個(gè)觸發(fā)器的輸出作為下一個(gè)觸發(fā)器的輸入,因此其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單。


 順序:(1)同步計(jì)數(shù)器可以在任何所需的計(jì)數(shù)序列中運(yùn)行,因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)更改時(shí)鐘序列來(lái)進(jìn)行操作。(2)異步計(jì)數(shù)器只能以固定的計(jì)數(shù)順序運(yùn)行,即UP和DOWN。


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


 同步計(jì)數(shù)器中的所有觸發(fā)器都使用相同的時(shí)鐘輸入同時(shí)計(jì)時(shí)。相反,異步計(jì)數(shù)器的組成觸發(fā)器在不同的時(shí)刻用不同的輸入信號(hào)計(jì)時(shí)。

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