用同步计数器设计N进制计数器时,教材一般选择经典芯片 74LS160、161、163 做例子,芯片是异步置零,同步置数。即置零是立即执行,Q输出等于0不需要与时钟同步;而置数是同步的,必须是置数信号和时钟信号同时有效,Q输出等于预置值。
(1)置零法:
取Q(N+1)的输出做置零信号,直接复位计数器,Q输出归零的时间滞后于(N+1)的时钟前沿,这种方式浪费了同步计数器的优点,是异步计数器的用法。
(2)置数法:
预置输入先置0,取Q(N)的输出做置数信号,在(N+1)的时钟前沿Q输出同步归零,这是完全同步计数,是同步计数器的正确用法。
比较两种方法可知,设计N进制计数器时,清零法的反馈信号是(N+1),控制端是置零CR' ;置数法的反馈信号是 N ,控制端是置数LD' 。
当然,作为 N进制计数器,两种方法都行,只是大材小用委屈了同步计数器。
采用置零法:
从0000开始计数,当计数到1000后,当第九个CP脉冲到来时有一个短暂1001的状态接着在下一个脉冲到来前清零输出0000,接着继续进行计数。
采用置数法:
从0000开始计数,当技术到1000后,当第九个CP脉冲到来时就直接从输出端口输出预先设置的值,这里是0000。
两者的区别是,前者是通过清零回到计数开始处,后者是通过直接输出预先设置的值。