计数器的原理计数器是数字电路中广泛使用的逻辑部件，是时序逻辑电路中最重要的逻辑部件之一。计数器除用于对输入脉冲的个数进行计数外，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲等。计数器按计数脉冲的作用方式分类，有同步计数器和异步计数器；按功能分类，有加法计数器、减法计数器和既具有加法又有减法的可逆计数器；按计数进制的不同，又可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器。一、计数器的工作原理1、二进制计数器（1）异步二进制加法计数器图 1 所示为用 JK 触发器组成的 4 位异步二进制加法计数器逻辑图。图中4 个触发器 F0~F3 均处于计数工作状态。计数脉冲从最低位触发器F0的CP 端输入，每输入一个计数脉冲，F0 的状态改变一次。低位触发器的Q 端与高位触发器的 CP 端相连。每当低位触发器的状态由1 变 0 时，即输出一负跳变脉冲时，高位触发器翻转。各触发器置0 端 RD 并联，作为清 0 端，清 0 后，使触发器初态为0000。当第一个计数脉冲输入后，脉冲后沿使F0的 Q0由 0 变 1，F1、F2、F3均保持 0 态，计数器的状态为0001；当图 1 4 位异步二进制加法计数器第二个计数脉冲输入后，Q0由 1 变为 0，但 Q0的这个负跳变加至F1 的 CP 端，使 Q1由 0变为 1，而此时 F3、F2仍保持 0 状态，计数器的状态为0010。依此类推，对于F0来说，每来一个计数脉冲后沿， Q0 的状态就改变，而对于F1、F2、F3来说，则要看前一位输出端Q是否从 1 跳到 0，即后沿到来时，其输出端的状态才改变，否则Q1、Q2、Q3 端的状态同前一个状态一样。这样在第15 个计数脉冲输入后，计数器的状态为1111，第 16 个计数脉冲输入，计数器恢复为0000。由上述分析可知，一个4 位二进制加法计数器有24=16 种状态，每经过十六个计数脉冲，计数器的状态就循环一次。通常把计数器的状态数称之为计数器的进制数（或称计数器的模），因此， 4 位二进制计数器也可称之为1 位十六进制（模 16）计数器。表 1 所示为 4 位二进制加法计数器的状态表。计数脉冲和各触发器输出端的波形如图2 所示。图 2 直观地反映出最低位触发器Q0在 CP 脉冲后沿触发， 而各高位触发器又是在相邻低位触发器输出波形的后沿触发。从图中还可以看出每经过一级触发器，脉冲波形的周期就增加 1 倍，即频率降低一半，则从Q0引出的脉冲对计数脉冲为两（21）分频，从Q1引出的脉冲对计数脉冲为四（22）分频 ，依此类推， 从 n ...
