计数器概念及简要介绍
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CTR 0: 脉冲发生 Out CTR 1: 周期测量 Gate
Source 内部时钟
CTR 0
Source 测量信号
CTR 1
计数器
计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种 运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个 数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有 分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组 成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器 构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK 触发器等。 计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控 制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令， 在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又 如在数字仪器中对脉冲的计数等等。
– 在一段已知时间的周期里计边沿数
• 益于针对高频(依赖于允许误差) • 使用2个计数器
方法1 频率测量 – 周期倒数
•测量周期,然后取倒数
– Frequency = 1 / Period
Unknown Frequency Internal Timebase or other known frequency
Gate Count Reg
Source
优势
• 只使用1个计数器 • 低频有益 (f < timebase / 100)
劣势
• 由于同步误差,在高频 有较大误差
方法2 频率测量-平均
• 计算待测信号在一段已知时间周期(测量时间) 内的边沿数 • 已知脉冲的周期越长,同步误差的影响越小 • 用GATE信号的时间间隔，除以Source信号的计 数值，计算得到待测频率
– 计数器的最大计数值 – 当计数器达到最大计数值后又从0开始计数
• 分辨率（Resolution）
– 计数寄存器的位数 – 计数寄存器最大计数值 = 2(resolution) - 1 – 典型分辨率 - 16, 24, 32Βιβλιοθήκη Baidubit
• 时基（Timebase）
– 可以发送给source 的内部信号 – 通常有 100kHz, 20MHz，80MHz
Source • Source
– 改变当前计数的输入信号 – 输入信号有效边沿 (上升或下降)改变计数值 – 选择对边沿进行加计数或减计数
• Gate
– 输入信号，可控制计数发生 – gate 为高或低时，进行计数
• Out
– 输出信号，通常产生脉冲
计数器术语
• 计数极限（Terminal Count）
计数器应用
• 边沿计数 – 简单的边沿计数 – 时间测量 • 脉冲产生 – 单脉冲产生 – 脉冲序列产生 • 脉冲测量 – 周期测量 – 脉宽测量 • 频率测量 • 位置测量
频率测量
• 两种测量频率方法 • 依赖于信号频率和要求的精度
– 测量周期,然后取倒数
• 益于针对低频 (依赖于允许误差) • 使用1个计数器
Out
计数器信号
• 计数器接收和产生 TTL 信号
最大上升/下降 = 50 ns +5.0 V high +2.0 V
+0.8 V 0V
indeterminate low 最小脉宽 = 10 ns
计数器各部分
• Count Register
– 存储当前计数值
Gate
Out
Count Register
计数器
主题 • 计数器概述 • 边沿计数 • 脉冲产生 • 脉冲测量 • 频率测量 • 位置测量
概述
计数器?
• 两个基本功能
– 计数是基于输入信号（ Gate, Source… ）的比较 – 基于输入和寄存值来产生脉冲
• 许多应用源自基本计数
– 输入信号的脉冲，半周期和周期宽度测量 – 频率测量 Gate Count Reg – 脉冲和脉冲序列产生 Source – 位置和速度测量
Source 内部时钟
CTR 0
Source 测量信号
CTR 1
计数器
计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种 运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个 数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有 分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组 成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器 构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK 触发器等。 计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控 制器中对指令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令， 在运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法次数，又 如在数字仪器中对脉冲的计数等等。
– 在一段已知时间的周期里计边沿数
• 益于针对高频(依赖于允许误差) • 使用2个计数器
方法1 频率测量 – 周期倒数
•测量周期,然后取倒数
– Frequency = 1 / Period
Unknown Frequency Internal Timebase or other known frequency
Gate Count Reg
Source
优势
• 只使用1个计数器 • 低频有益 (f < timebase / 100)
劣势
• 由于同步误差,在高频 有较大误差
方法2 频率测量-平均
• 计算待测信号在一段已知时间周期(测量时间) 内的边沿数 • 已知脉冲的周期越长,同步误差的影响越小 • 用GATE信号的时间间隔，除以Source信号的计 数值，计算得到待测频率
– 计数器的最大计数值 – 当计数器达到最大计数值后又从0开始计数
• 分辨率（Resolution）
– 计数寄存器的位数 – 计数寄存器最大计数值 = 2(resolution) - 1 – 典型分辨率 - 16, 24, 32Βιβλιοθήκη Baidubit
• 时基（Timebase）
– 可以发送给source 的内部信号 – 通常有 100kHz, 20MHz，80MHz
Source • Source
– 改变当前计数的输入信号 – 输入信号有效边沿 (上升或下降)改变计数值 – 选择对边沿进行加计数或减计数
• Gate
– 输入信号，可控制计数发生 – gate 为高或低时，进行计数
• Out
– 输出信号，通常产生脉冲
计数器术语
• 计数极限（Terminal Count）
计数器应用
• 边沿计数 – 简单的边沿计数 – 时间测量 • 脉冲产生 – 单脉冲产生 – 脉冲序列产生 • 脉冲测量 – 周期测量 – 脉宽测量 • 频率测量 • 位置测量
频率测量
• 两种测量频率方法 • 依赖于信号频率和要求的精度
– 测量周期,然后取倒数
• 益于针对低频 (依赖于允许误差) • 使用1个计数器
Out
计数器信号
• 计数器接收和产生 TTL 信号
最大上升/下降 = 50 ns +5.0 V high +2.0 V
+0.8 V 0V
indeterminate low 最小脉宽 = 10 ns
计数器各部分
• Count Register
– 存储当前计数值
Gate
Out
Count Register
计数器
主题 • 计数器概述 • 边沿计数 • 脉冲产生 • 脉冲测量 • 频率测量 • 位置测量
概述
计数器?
• 两个基本功能
– 计数是基于输入信号（ Gate, Source… ）的比较 – 基于输入和寄存值来产生脉冲
• 许多应用源自基本计数
– 输入信号的脉冲，半周期和周期宽度测量 – 频率测量 Gate Count Reg – 脉冲和脉冲序列产生 Source – 位置和速度测量