20、数字计数器与编码器的深入解析

数字计数器与编码器的深入解析

1. 数字计数器概述

数字计数器是电子电路中常用的组件，它可以对时钟信号进行计数。计数器的触发方式有多种，包括上升沿触发、下降沿触发，或者高、低逻辑状态触发。

1.1 触发方式

• 上升沿触发 ：同步计数器通常使用时钟输入的上升沿触发。当多个同步计数器级联时，它们必须共享相同的时钟信号，并且会同时改变触发器状态。
• 下降沿触发 ：纹波计数器一般使用下降沿触发，这样前一个计数器的最终输出可以成为下一个计数器的时钟输入。

1.2 计数器的类型

• 单计数器与双计数器 ：计数器芯片可能包含两个相同模数的计数器，称为双计数器。常见的有双 4 位计数器芯片，每个计数器可以单独使用，也可以级联，级联时总模数是各个模数的乘积。
• 多阶段计数器 ：一个计数器芯片通常包含两个或更多不同模数的阶段。例如，一个芯片中同时存在除 2 阶段和除 5 阶段，通过连接外部引脚可以创建一个十进制计数器。
• 可编程计数器 ：可编程计数器的模数范围通常从 2 到 10000 以上。它通过将初始数字反复除以二进制输入预设的值来进行递减计数，如 4059B 芯片。

1.3 计数器的输出状态

• 高态、低态和三态 ：几乎所有计数器都使用正逻辑，即 1 表示