环形计数器

环形计数器是串行输入串行输出移位寄存器的一种特殊应用。移位寄存器和环形计数器之间的唯一区别在于，移位寄存器将最后一个触发器的输出作为输出。但在环形计数器中，此输出将作为输入传递给第一个触发器。环形计数器中的所有其余内容都与移位寄存器相同。

在环形计数器中

以下是 4 位环形计数器的框图。在这里，我们使用 4 个 D 触发器。相同的时钟脉冲作为同步计数器传递到所有触发器的时钟输入。覆盖输入 (ORI) 用于设计该电路。

覆盖输入用作清除和预设。

当预设设置为 0 时，输出为 1。当清除设置为 0 时，输出为 0。PR 和 CLR 都始终在值 0 下工作，因为它们是低电平有效信号。

这两个值（始终固定）独立于输入 D 和时钟脉冲 (CLK)。

工作方式

ORI 输入传递到第一个触发器，即 FF-0 的 PR 输入，并且也传递到其余三个触发器，即 FF-1、FF-2 和 FF-3 的清除输入。第一个触发器的预设输入设置为 0。因此，第一个触发器的输出为 1，其余触发器的输出为 0。第一个触发器的输出用于形成环形计数器中的环，并被称为预设 1。

在上面的表格中，高亮显示的 1 是预设 1。

当以下情况时生成预设 1

• ORI 输入设置为低电平，并且此时 Clk 不关心。
• 当 ORI 输入设置为高电平时，低电平的时钟脉冲信号作为负时钟边沿触发。

当预设 1在每个时钟脉冲处移位到下一个触发器时，就会形成一个环。

因此，对于 4 位计数器，可以有 4 个状态，如下所示

环形计数器的类型

环形计数器分为两部分，如下所示

直环计数器

直环计数器被称为单热计数器。最后一个触发器的结果作为输入传递给第一个触发器。在环形计数器中，ORI 输入传递给第一个触发器的 PR 输入，并传递给其余触发器的清除输入。

注意：直环计数器在环中循环单个 1（或 0）位。

逻辑图

真值表

信号图

扭环计数器

扭环计数器称为切换尾环计数器。与直环计数器一样，最后一个触发器的结果作为输入传递给第一个触发器。在扭环计数器中，ORI 输入传递到所有触发器作为清除输入。

注意：扭环计数器在环中循环一系列 1，后跟 0。

逻辑图

真值表

信号图