一種格雷碼雙邊沿觸發計數器的製作方法

2023-07-21 08:32:51

專利名稱：一種格雷碼雙邊沿觸發計數器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種邏輯電路中的計數器，尤其涉及一種格雷碼計數器。
背景技術：
傳統的二進位計數器在工程應用中存在缺陷，在某些領域，如高穩定性的工程控制中難以保證計數的穩定性和唯一性，因為二進位計數器的每一次計數伴隨著多位的翻轉，在翻轉過程中可能存在多種過渡狀態，這些過渡狀態會增加了計數結果的不確定性， 如從011到100，三個比特都發生了翻轉，如果每個比特變化的時間有偏差，就會出現如 000, 101，110等過渡態，這些過渡態在工業控制中會導致嚴重的工程事故，用在交通燈上則導致交通燈變化的不確定。而格雷碼計數器成功的解決了二進位計數器的這一缺陷，格雷碼計數器的計數原理是每次計數只有一個比特在翻轉，保證了計數結果的唯一性，消除了過渡態，以下是 3位格雷碼計數器和二進位計數器的計數碼字比較。
權利要求
1.一種格雷碼雙邊沿觸發計數器，其特徵在於模N的計數器由N+1組觸發器組合構成，其中，每組觸發器包括兩個受控條件相異的鎖存器；所述鎖存器包括正向輸入端D和反向輸入端DB、正向輸出端Q和反向輸出端QB， 第一組觸發器為下降沿觸發器，其中，第一鎖存器的正向輸出端Q和反向輸出端QB分別連接第二鎖存器的正向輸入端D和反向輸入端DB，第二鎖存器的反向輸出端QB與時鐘信號經過異或門連接第一鎖存器的反向輸入端，異或門信號還經過非門連接第一鎖存器的正向輸入端；其中第一鎖存器的反向輸出端QB經過一非門後作為觸發器的反向輸出端INV，第二鎖存器的正向輸出端Q作為觸發器的正向輸出端OUT ；第二組至第N+1組觸發器為上升沿觸發器，其中，第二鎖存器的正向輸出端Q和反向輸出端QB分別連接第一鎖存器的正向輸入端D和反向輸入端DB，第一鎖存器的反向輸出端 QB與時鐘信號經過異或門連接第二鎖存器的反向輸入端，異或門信號還經過非門連接第二鎖存器的正向輸入端；其中第二鎖存器的反向輸出端QB經過一非門後作為觸發器的反向輸出端INV，第一鎖存器的正向輸出端Q作為觸發器的正向輸出端OUT ；每組觸發器的反向輸出和正向輸出端分別處於觸發器的兩個時鐘邊沿，且反向輸出提前正向輸出半個周期；第一組觸發器輸出計數器的CNT
位，第N組觸發器輸出計數器的第CNT[N-1]位，第 N+1組觸發器的輸出作為第一組觸發器的輸入；第二組觸發器的輸入由第一組觸發器的反向輸出與CNT[N+1]經或非門後得到； 第M級的輸入由CNT W]的反向輸出和CNT[M-2:1]的正向輸出以及第N+1級的反向輸出經與非門後，將與非門的輸出與M-I級觸發器組合的反向輸出經或非門後得到，其中M為 2<=M<=N+1的自然數。
2.根據權利要求1所述的一種格雷碼雙邊沿觸發計數器，其特徵在於所述第一鎖存器在輸入時鐘信號為低電平時讀取數據，高電平時進行數據鎖存；第二鎖存器在輸入時鐘信號為高電平時讀取數據，低電平時進行數據鎖存，且第一鎖存器LATCHl和第二鎖存器 LACHT2的CLR和RST端都為低電平有效。
全文摘要
本發明公開了一種格雷碼雙邊沿觸發計數器，模N的計數器由N+1組觸發器組合構成，每組觸發器主要由兩個受控條件相異的鎖存器和附加邏輯電路構成；每組觸發器包括一個正向輸出和一個反向輸出，反向輸出提前正向輸出半個周期，第一組觸發器輸出計數器的CNT
位，第N組觸發器輸出計數器的第CNT[N-1]位，第N+1組觸發器的輸出作為第一組觸發器的輸入；第二組觸發器的輸入由第一組觸發器的反向輸出與CNT[N+1]經或非門後得到；第M級的輸入由CNT
的反向輸出和CNT[M-2:1]的正向輸出以及第N+1級的反向輸出經與非門後，將與非門的輸出與M-1級觸發器組合的反向輸出經或非門後得到。
文檔編號H03K21/00GK102497198SQ20111041928
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者呂堅, 周雲, 廖寶斌, 熊麗霞, 王璐霞 申請人:電子科技大學