Co je Johnson Counter: Schéma zapojení, tabulka pravdy a její aplikace

V digitální elektronice se čítače Johnson používají k ukládání nebo zpracování nebo počítání počtu událostí, ke kterým došlo v rámci obvod . Je to jeden z digitálních sekvenčních logických obvodů, které počítají několik pulzů. Jsou navrženy se skupinou klopných obvodů s přídavným hodinovým signálem. V každé digitální logice a výpočtech se používají k výpočtu konkrétní události nebo pulzu, ke kterému dochází v obvodu, a také sledují určitou sekvenci nebo libovolnou náhodnou sekvenci na základě návrhu. Existují různé typy, například Synchronní pulty , Asynchronní / Čítače zvlnění, Počitadlo nahoru / dolů, Počitadlo zvonění, Johnsonovo počitadlo, Počítadlo dekády, Počítadlo modulů, Kaskádové

Co je Johnson Counter?

Definice: Je také známý jako upravený prsten čelit . Je navržen se skupinou klopných obvodů, kde je invertovaný výstup z posledního klopného obvodu připojen ke vstupu prvního klopného obvodu. Obecně se implementuje pomocí klopných obvodů D nebo JK. Je také známý jako čítač inverzní zpětné vazby nebo čítač krouceného prstence. Toto sleduje posloupnost bitových vzorů. Ve srovnání s počítadlem prstenů využívá pouze polovinu počtu klopných obvodů. Takže MOD bude 2n, pokud existuje n klopných obvodů.

Kruhový diagram

The schéma zapojení počitadla Johnson je kaskádové uspořádání ‚n‘ žabky . V takovém provedení je výstup probíhajícího klopného obvodu přiváděn zpět jako vstup do dalšího klopného obvodu. Například invertovaný výstup posledního klopného obvodu „Q̅n“ je přiváděn zpět k prvnímu klopnému obvodu v sekvenčním bitovém vzoru. Čítač registruje cykly v uzavřené smyčce, tj. Cirkuluje v obvodu.

protiobvod

Zvažte 4bitový Johnsonův čítač, který obsahuje 4 klopné obvody typu D, kterému se říká 4bitový Johnsonův čítač. Má přednastavené a vymazané piny pro inicializaci nebo spuštění a reset počítání.

Resetovací kolík funguje jako vypínač. Klopné obvody tedy lze aktivovat kliknutím na přepínač Reset.

Pin CLK se používá ke sledování změn ve výstupu klopných obvodů.

K rozdělení frekvence hodinových signálů pomocí různých zpětnovazebních připojení se používají standardní 2,3 a 4 stupňové Johnsonovy čítače. Například 3-stupňový Johnsonův čítač lze použít jako třífázový generátor čtvercových vln a 120 stupňů fázového posunu. 5stupňové Johnsonovo počítadlo se používá jako synchronní dekadické počítadlo (CD4017) nebo jako rozdělovač. 2stupňový funguje jako kvadraturní oscilátor nebo generátor, který produkuje jednotlivé výstupní signály o úhlu 90 stupňů, každý týkající se vstupního signálu.

Pravdivá tabulka

Zvažte pravdivostní tabulku 3bitového Johnsonova čítače. Výstup pokračujícího klopného obvodu je připojen jako vstup dalšího klopného obvodu. Hodinový signál (CLK) se používá ke zjištění změn na výstupu. Obsahuje 3 klopné obvody, Q0, Q1, Q2 jsou výstupy klopných obvodů. Počítadlo počítá stav cyklů v nepřetržité uzavřené smyčce.

Vstup D je těsně před náběžnou hranou hodin (CLK), označenou jako Q0.

Když nastane vzestupná hrana CLK, výstup Q1 je hodnota Q0.

Pokud není k dispozici hodinový puls (0), je výstup čítače 000.

Když CLK = 1, výstup čítače je 100.

Když CLK = 2, výstup čítače je 110.

Když CLK = 3, výstup čítače je 111.

Když CLK = 4, výstup čítače je 011.

Když CLK = 5, výstup čítače je 001.

MOD 3bitového Johnsonova čítače je 6. Proto existuje 6 jedinečných čísel stavů. Celý proces je ve vzoru bitové sekvence.

Johnson Counter Verilog Code

Pokud je počet bitů nebo klopných obvodů ‚n‘, pak Johnsonův čítač počítá 2n události nebo stavy nebo cykly.

Verilog HDL kód 3bitového Johnsonova čítače je uveden níže,

/////// Verilog Code Johnson

modul johnson_counter (out, reset, clk)

vstupní CLK, reset

výstup [3: 0] ven

reg [3: 0] q

always @ (posedge clk)

začít

pokud (reset)

q = 4’d0

jiný

začít
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

q [0]<=(~q[3])
konec

konec

přiřadit out = q

endmodul

//////Konec////

4bitový Johnson Counter

4bitový Johnsonův čítač obsahuje 4 klopné obvody typu D a počítá 8 ne. Cyklů. Invertovaný výstup posledního klopného obvodu je přiváděn zpět jako vstup do prvního klopného obvodu.

• Z obrázku je ABCD výstupem klopného obvodu ve 4bitovém vzoru.
• Vstupní hodnota „D“ je invertovaný výstup posledního klopného obvodu.
• „CLK“ se používá k počítání stavů nebo cyklů čítače, který je v uzavřené smyčce.
• Resetovací kolík se používá jako vypínač.
• Protože se data budou otáčet kolem spojité uzavřené smyčky, lze k detekci různých vzorů nebo hodnot v datech použít také čítač.
• Například když existuje hodinový puls, výstupní vzor klopných obvodů bude 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
• Pokud není k dispozici hodinový puls, bude výstup 0000.

Rozdíl mezi počítadlem prstenů a počítadlem Johnson

Rozdíl mezi čítačem prstenců a Johnsonovým čítačem je v tom, že výstup invertoru posledního klopného obvodu je připojen zpět jako vstup do prvního klopného obvodu.

Počítadlo zvonění, počet vstupních hodinových impulzů daných klopným obvodům se rovná počtu stupňů. To znamená, že MOD čítače kruhů n-bitů je ‚n‘.

V Johnsonově počitadle se počet hodin vstupních impulzů dělí faktorem dvakrát rovným počtu stupňů. To znamená, že MOD n-bitového Johnsonova čítače je „2n“.

Výhody / nevýhody Johnson Counter

Mezi výhody a nevýhody patří následující.

Výhody

Výhody jsou

• Johnsonův čítač počítá počet fází dvakrát rovný počtu hodinových impulzů daných číslu žabky .
• Počítá události v nepřetržité uzavřené smyčce v obvodu.
• Může být navržen pomocí žabek D a JK
• Může být použit jako samodekódovací obvod.

Nevýhody

Nevýhody jsou

• Nelze jej použít k počítání binárního souboru sekvence
• Nevyužívá všechny stupně rovné počtu fází v počítadle.
• Potřebuje pouze polovinu počtu žabek na polovinu počtu načasování signály
• Používá se v jakékoli načasovací sekvenci.

Aplikace

The aplikace johnsonova počítadla jsou

• Johnsonovy čítače se používají jako děliče kmitočtů a rozpoznávače vzorů.
• Používá se jako synchronní dekáda čelit a rozdělovač obvodu
• Může být použit k vytvoření komplikovaných konečných stavových strojů v designu hardwarové logiky.
• 3bitový Johnsonův čítač se používá jako třífázový generátor čtvercových vln k produkci fázového posuvu 120 stupňů
• Frekvence hodinového signálu je rozdělena změnou jejich zpětné vazby.

Časté dotazy

1). Jaký je rozdíl mezi počitadlem prstenů a počitadlem Johnson?

MOD n-bitového čítače prstenů je „n“, zatímco MOD n-bitového Johnsonova čítače je „2n“.

2). Co je to flip flop?

D-FLIP FLOP se také nazývá jako taktovaný klopný obvod nebo zpožděný klopný obvod, který sleduje vstup a dělá přechody stejné jako vstup D.

3). Co je to asynchronní čítač?

Vstupuje na klopný obvod a má kontrolu nad výstupy bez ohledu na aplikované vstupní hodinové impulsy.

4). Jaký je účel tabulky pravdivosti?

Pravdivá tabulka obsahuje několik řádků a sloupců s logickými proměnnými a kombinacemi, aby bylo možné znát logické fungování obvodu. Poskytuje všechny možné hodnoty v logické funkci obvodu.

5). Jaká je plná forma flip flopu?

Plná forma d-flip flopu je Data-flip flop, který ukládá hodnotu, která je na datovém řádku.

Jedná se tedy o pracovní, obvodovou a pravdivostní tabulku Johnsonova počítadla. Účelem Johnsonova čítače je spočítat nebo uložit počet událostí, když je invertovaný výstup uveden jako vstup do prvního klopného obvodu a také nazýván jako upravit. Zde je otázka pro vás: „Co je 8bitový Johnson Counter?“.