介绍计数器

像移位寄存器和其他组合电路一样，在数字电子中还有另一个我们使用最多的重要元件。他们是计数器。计数器不仅用于计数，还用于测量频率和时间;增加内存地址。

计数器是专门设计的同步顺序电路，在这种电路中，计数器的状态等于触发器在电路中所保持的计数。计数器计算或记录事件发生的次数。

计数器是关键的硬件元件，被定义为“用来计算脉冲数的数字电路”。我们都知道计数器是“计时器”。计数器电路是触发器应用的最好例子。计数器是通过分组触发器和应用一个单一的时钟信号来设计的。简而言之，计数器就是那些拥有一组存储元素(如触发器)的计数器。

计数器模式。在将计数器设置为初始状态之前，计数器的“mod”表示通过它的循环的状态数。例如，一个二进制mod 8计数器有8个可计数的状态。从000到111。所以对8取余的计数从0到7。

一个二进制mod 4计数器有4种计数状态，从000到011。所以对4取余的计数器从0计数到4。这意味着，通常一个mod N计数器可以包含N个触发器，其中2n = N。

需要计数器

计数意味着对操作符的值相对于其前一个状态值递增或递减。为了进行数学运算，除了计数器，我们不使用其他设备。除了计数器之外，我们不能使用任何其他逻辑设备来执行这个操作(计数)。

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类型的计数器

有两种类型的计数器可用于数字电路，它们是

1. 同步计数器
2. 异步计数器

下面解释了不同类型的计数器。

同步计数器

利用时钟信号改变其转换的计数器称为“同步计数器”。这意味着同步计数器依赖于它们的时钟输入来更改状态值。同步计数器中的所有触发器都由相同的时钟信号触发。

特点:

• 它们的结构在设计上非常简单。所有的触发器相互连接，由相同的时钟信号驱动。
• 前一个触发器的状态输出决定当前触发器的状态变化。
• 因为所有的触发器都是同步工作的，所以同步计数器不需要设置。
• 我们需要一些逻辑门来实现同步计数器。
• 他们的行动很快。

异步计数器

定义:转换的变化不依赖于时钟信号输入的计数器称为“异步计数器”．在这些计数器中，第一个触发器连接到外部时钟信号，其余的由前一个触发器的状态输出(Q & Q ')进行计时。

特点:

• 异步计数器的另一个名称是“Ripple计数器”。
• 这些在设计上非常简单。
• 由于其设计简单，他们使用较少的逻辑门数量来构建一个异步计数器。
• 与同步计数器相比，异步计数器的操作非常慢。

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异步与同步计数器

让我们比较一下同步和异步计数器的操作和特性。他们的差异如下所示。

同步计数器	异步计数器
传播延迟很低。	传播延迟高于同步计数器。
它的工作频率非常高。	最大运行频率很低。
这比脉动计数器的速度要快。	它们运行缓慢。
需要设计大量的逻辑门	所需逻辑门的数量更少。
成本太高。	低成本。
同步电路很容易设计。	复杂的设计。
可用于同步的标准逻辑包。	对于异步计数器，标准逻辑包不可用。

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计数器实例

我们在许多应用程序中使用计数器。每当我们遇到计时器的使用，我们就会使用同步类型的计数器。

• 假设，在我们的厨房电器中，我们使用微波炉。在这个过程中，我们设定一些温度来加热保存在里面的食物。计数器内部计算温度和时间的增加或减少。如果它达到了预设的温度，那么它就可以防止食品进一步加热和变质。
• 洗衣机:我们在洗衣机中也使用柜台。类似于微波炉的计数操作，洗衣机的计数器计算我们设定的操作时间。
• 在微波炉和洗衣机中，我们都将设备设置到特定的时间，每一秒它就开始减少。当计数器值为零时，激活开关ON / OFF。因此，设备的操作是由计数器控制的。

柜台的其他一些应用:计算进出我们使用的体育场或礼堂的人数，在入口处或大门的柜台。这些计数器将清点人数。对于每个人的输入，计数器的值增加1。同样，每个人每离开一次，计数器的值就减少1。

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计数器的应用

Counter在许多数字电子设备上都有应用。下面列出了他们的一些应用程序。

• 频率计数器
• 数字时钟
• 模拟数字转换器．
• 经过设计上的一些改变，计数器可以用作分频电路。分频电路是将输入频率精确地除以“2”的电路。
• 在时间测量。这意味着用定时器来计算时间，比如烤箱和洗衣机等电子设备。
• 利用计数器设计数字三角波发生器。

除了同步和异步计数器之外，还有许多其他类型的计数器，如Decade计数器、Binary计数器、Ring计数器、Johnson计数器、Up / Down计数器等，我们将在接下来的会话中讨论它们。

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