同步計數器的結構與工作原理

同歩二進位加法計數器

3位同步二進位加法計數器如圖所示。

3位同步二進位加法計數器

該計數器是一個3位同步二進位加法計數器，它由3個JK觸發器和一個與門組成。與 異步計數器不同的是，它將計數脈衝同時送到每個觸發器的CP端，計數脈衝到來時，各個觸發器同時工作，這種形式的計數器成為同步計數器。

計數器的應用之一

計數器的工作過程分為兩步。

第一步：計數器復位清零。

在工作前應先對計數器進行復位清零。在復位控制端送一個負脈衝到各觸發器Rd端， 觸發器狀態都變為「0"，即Q2Q1Q0=000 。

第二步：計數器開始計數。

當第1個時鐘脈衝的下降沿到來時，3個觸發器同時工作。在時鐘脈衝下降沿到來時， 觸發器F。的J=K=1 （J、K懸空為「1」），觸發器F0狀態翻轉，由「0」變為「1」；在時鐘脈衝下降沿到來時，觸發器F1的J=K=Q0=0 （註：在時鐘脈衝下降沿剛到來時，觸發器F0狀態 還未變為「1」），觸發器F1狀態保持不變，仍為「0」;在時鐘脈衝下降沿到來時，觸發器F2 的

J=K=Q0*Q1=0*0=0 （註：在時鐘脈衝下降沿剛到來時，觸發器F0、F1狀態還未變化，均 為「0」），觸發器F2狀態保持不變，仍為「0」。第1個時鐘脈衝過後，計數器的Q2Q1Q=OO1.

計數器在日常生活中

當第2個時鐘脈衝的下降沿到來時，3個觸發器同時工作。在時鐘脈衝下降沿到來時， 觸發器F0的J=K=1 （J、K懸空為「1」），觸發器F0狀態翻轉，由「1」變為「0"；在時鐘脈 衝下降沿到來時，觸發器F1的J=K=Q1=1 （註：在第2個時鐘脈衝下降沿剛到來時，觸發器 F0狀態還未變為「0"）,觸發器身狀態翻轉，由「0」變為「1」；在時鐘脈衝下降沿到來時，觸發器F2的J=K=Q0*Q=l*O=0（註：在第2個時鐘脈衝下降沿剛到來時，觸發器F0、F1狀態還未變化），觸發器F2狀態保持不變，仍為「0」。第2個時鐘脈衝過後，計數器的Q2Q1Q=010.

數字晶片

同理，當第37個時鐘脈衝下降沿到來時，計數器狀態依次變為011、100, 101、110、 111;當再來一個時鐘脈衝時，計數器狀態又變為000。

從上面的分析可以看出，同步計數器的各個觸發器在時鐘脈衝的控制下同時工作，計數速度快。如果將圖中的Q0 Q1改接到Q0非 Q1非上，就可以構成同步二進位減法計數器。