计数器(4 位)
使用本地实验舱固定位宽的 4 位二进制加计数器进行模 16 计数。EN(使能)=1 时在 CLK(时钟) 上升沿递增,CLR(清零)=1 时异步清零。
概述
本地实验舱 计数器是固定 4 位的无符号向上计数器,只能递增计数,从十进制 0 至 15(二进制 0000 至 1111),随后回绕至 0。LD(装载) 为保留引脚,目前不执行并行装载。
本地实验舱 的确切实现
| 方向 | 索引 | 引脚 | 作用 |
|---|---|---|---|
| 输入 | 0 | CLK | 上升沿时钟。 |
| 输入 | 1 | CLR | 高电平有效的异步清零。 |
| 输入 | 2 | EN | 高电平有效的计数使能。 |
| 输入 | 3 | LD | 保留;目前无作用。 |
| 输出 | 0–3 | Q0–Q3 | 当前计数值;Q0 为最低有效位(LSB)。 |
| 输出 | 4 | CY | 当前计数值为 0xF 时为 HIGH(高电平)。 |
逻辑与时序
- CLR 具有优先权,且无需时钟边沿。
- 计数值、Q0–Q3 和 CY 初始均为 LOW(低电平)。
- CY 是终值计数电平,不是独立的回绕脉冲。计数值为 0xF 时,CY 为 HIGH;下一个使能有效的上升沿使计数回绕后,CY 恢复为 LOW。
- 由于没有并行数据输入,LD 无法装载数值。
- 该元件不能向下计数,也没有 OE(输出使能) 引脚;所有输出始终处于驱动状态。
典型用途
计数器可用于模 16 事件计数、地址序列、时钟分频和简单状态时序控制。
运行时参考
| 端子 | 方向 |
|---|---|
CLK |
输入 |
CLR |
输入 |
EN |
输入 |
LD |
输入 |
Q0 |
输出 |
Q1 |
输出 |
Q2 |
输出 |
Q3 |
输出 |
CY |
输出 |
新放置元件的输出初始状态按上方输出端子顺序排列为:00000。四态符号为 0、1、X(主动驱动的未知态)和 Z(高阻态)。默认传播延迟:2 ns(仿真时间)。
学习路径
前置知识
后续步骤
常见问题
二进制计数器如何工作?
数字逻辑实验舱的 4 位计数器在 EN=1 时于每个 CLK 上升沿递增,并从 1111 回绕至 0000。高电平有效的 CLR 为异步输入,LD 为保留引脚,Q0–Q3 始终驱动输出,计数值为 15 时 CY 为 HIGH。
本地实验舱 封装好的 4 位计数器是脉动计数器吗?
内部各级既不对外暴露,也不单独建模时序;该元件在上升沿原子性地更新四位计数值。要观察脉动传播行为,请用多个触发器搭建级联电路。