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有一个4位计数器,可计数范围为0~9,若输入时钟频率为1MHz,请问最高位的输出频率与正脉冲的宽度为多少?

A.输出频率100kHz,正脉冲宽度为2us B.输出频率100kHz,正脉冲宽度为5us C.输出频率500kHz,正脉冲宽度为2us D.输出频率500kHz,正脉冲宽度为8us
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参考答案

正确选项为A。该4位计数器计数范围为0~9,即模10的BCD计数器。输入时钟频率1MHz,周期1μs。计数器从0000开始,每来一个时钟上升沿加1,到1001(9)后下一个时钟回到0000。最高位(bit3)在计数为8(1000)和9(1001)时为高电平,其余8个状态为低电平。因此一个完整循环(10个时钟)中,最高位输出高电平持续2个时钟周期(2μs),低电平持续8个时钟周期。输出频率为输入时钟频率除以模数:1MHz/10=100kHz。正脉冲宽度即高电平持续时间,为2μs。选项A正确。选项B正脉冲宽度5μs不对;选项C、D输出频率500kHz(相当于除以2),错误地将模数当作2或忽略了BCD计数特性。易错点:误用二进制计数器规律(最高位频率为时钟/16)或忽略模10的特殊波形。

涉及知识点

  • 模N计数器输出频率 = 输入时钟频率 / N
  • 正脉冲宽度指高电平持续时间
  • 时钟周期与频率互为倒数关系
  • BCD计数器(0~9)的波形特性
  • 最高位仅在计数8和9时为高
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