カウンタのしくみ

カウンタ は、数を数えるための装置です。

数を数えるためには、 数を 数えることができる ことと、 数えた数を 覚えられる ことが必要です。

下図は最も簡単な 1 ビットのカウンタで、 4 個の NAND 回路でできています。

左の 2 個は数を数えるためのスイッチとして働いています。
右の 2 個はラッチ （latch） 回路で、 SRAM で使われているフィリップ・フロップと同じものです。 これによって数えた数を記憶します。

"CLOCK ボタン" をクリックしてみて下さい。
入力信号 が 0 から 1 に変わり、 NAND 回路の前の信号も、 変わった部分が赤で表示されます。 以後、 カウンタの動作を５つのステップに分けて説明します。 ステップの番号が図の下に表示されます。

"CLOCK ボタン" は "STEP ボタン" に変わっています。 "STEP ボタン" をクリックすると次に進みます。

1 ビットのカウンタは、 このようにして動作します。

ただこれだけですが、 重要なことは、 「 クロック信号が 1 になる度に出力 Q は反転し、クロック信号を 2 個数えるともとの状態にもどる 」 ということです。

こういうカウンタを 2 個、 1 個めのカウンタの Q 出力が 2 個めのカウンタのクロックになるようにつなぐと、 2 個めのカウンタはクロック信号を 4 個数える度にもとの状態にもどる ようになります。
1 ビットのカウンタが 3 つあれば 8 まで、 4 つあれば 16 までのクロック信号を数えることができます。 どんなに大きい数でも、 必要なビット数のカウンタを用意すれば、 カウントすることができます。

カウンタ のページでは、 8 ビットのカウンタ （0 から 255 までの、 256 個の数を数えることができる） の例をあげました。

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