同步計數(shù)器和異步計數(shù)器是什么，同步計數(shù)器和異步計數(shù)器的主要區(qū)別？

在數(shù)字電子產(chǎn)品中，計數(shù)器是由一系列觸發(fā)器組成的時序邏輯電路。顧名思義，計數(shù)器用于計算輸入在負(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，計數(shù)器可以分為兩類:同步計數(shù)器和異步計數(shù)器。了解這兩種計數(shù)器的工作原理以及它們之間的區(qū)別。

一、什么是同步計數(shù)器？

如果“時鐘”脈沖同時施加到計數(shù)器中的所有觸發(fā)器，則這種計數(shù)器稱為同步計數(shù)器。

·在同步計數(shù)器中，所有構(gòu)成的觸發(fā)器同時使用相同的時鐘輸入進(jìn)行計時。這些也稱為并行計數(shù)器。

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

·因此，公共時鐘信號會同時導(dǎo)致每個單獨(dú)觸發(fā)器的狀態(tài)發(fā)生變化。結(jié)果它不會導(dǎo)致紋波效應(yīng)，因此在同步計數(shù)器中沒有傳播延遲。

·邏輯門在同步計數(shù)器中用于控制計數(shù)序列。

二、什么是異步計數(shù)器？

異步計數(shù)器也稱為串行計數(shù)器，因為構(gòu)成計數(shù)器的觸發(fā)器是串聯(lián)連接的，輸入時鐘脈沖提供給連接中的第一個觸發(fā)器。

·第一個觸發(fā)器的輸出充當(dāng)正向下一個相鄰觸發(fā)器的輸入。以這種方式，時鐘輸入通過計數(shù)器波動。因此，這些計數(shù)器也被稱為紋波計數(shù)器。

·由于紋波效應(yīng)，異步計數(shù)器中的定時信號在通過每個觸發(fā)器時會延遲一定量。因此，它會導(dǎo)致傳播延遲。

三、同步計數(shù)器和異步計數(shù)器之間的主要區(qū)別

·扳機(jī)：——（1）在同步計數(shù)器的情況下，所有組成的觸發(fā)器同時用相同的時鐘觸發(fā)。（2）在異步計數(shù)器的情況下，會觸發(fā)具有不同時鐘的不同觸發(fā)器。

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

·容易出錯：——（1）同步計數(shù)器不易出錯；它們幾乎不會產(chǎn)生任何解碼錯誤，因為每個觸發(fā)器都是單獨(dú)計時的。（2）異步計數(shù)器更容易出錯并在系統(tǒng)中產(chǎn)生解碼錯誤。

·復(fù)雜性：——（1）同步計數(shù)器中的所有觸發(fā)器都與時鐘協(xié)調(diào)，因此與異步計數(shù)器相比，其設(shè)計和實現(xiàn)復(fù)雜。（2）在異步計數(shù)器中，一個觸發(fā)器的輸出作為下一個觸發(fā)器的輸入，因此其設(shè)計和實現(xiàn)非常簡單。

·順序：——（1）同步計數(shù)器可以在任何所需的計數(shù)序列中運(yùn)行，因為它可以通過更改時鐘序列來進(jìn)行操作。（2）異步計數(shù)器只能以固定的計數(shù)順序運(yùn)行，即UP和DOWN。

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

同步計數(shù)器中的所有觸發(fā)器都使用相同的時鐘輸入同時計時。相反，異步計數(shù)器的組成觸發(fā)器在不同的時刻用不同的輸入信號計時。

審核編輯：劉清