六与非门D触发器与异步60进制计数器设计问题探究

计数器的设计是电子工程中的一个重要课题，尤其是在数字逻辑设计领域。本篇文章由傅舟涛撰写，主要探讨了两个关键主题：一是六与非门D触发器的搭建及其作为16进制计数器的应用，二是异步电路中的计数器设计，特别是针对60进制计数器的实现。 首先，作者提到在实验中遇到的问题，即在构建D触发器时，起初误用了六个与非门，导致效率低下和电路复杂。通过实际操作和学习，作者意识到采用元件例化的方式搭建D触发器会导致Quartus工具的自动优化受阻，增加了额外的一级门延迟。正确的做法是直接搭建D触发器，然后根据需要组合成计数器，通过Rd（rst）信号进行初始化，而不是依赖于设置初值，因为后者在仿真中可能不会被正确识别。 接着，文章重点转向异步60进制计数器的设计。作者尝试使用两个16进制D触发器进行搭建，但未能成功，原因是RdL和RdH信号的重置时长不足以确保完全重置，从而导致计数过程出现错误。为解决这个问题，作者提出将计数器分解为异步6进制和异步10进制两个部分，并强调了VHDL语言中的after关键字虽然在仿真阶段不起作用，但它对电路行为的理解至关重要。 本文提供了一个实践性的学习案例，展示了计数器设计中的技术细节，包括如何处理延迟问题、初始化策略以及异步电路设计中的注意事项。这对于理解并应用基本的数字逻辑设计原则和技术具有实际价值，尤其是在处理高精度计数器和同步与异步电路转换时。