Čo je Johnson Counter: Schéma zapojenia, Tabuľka pravdy a jej aplikácie

V digitálnej elektronike sa Johnsonove počítadlá používajú na ukladanie alebo spracovanie alebo počítanie počtu udalostí, ku ktorým došlo v rámci obvod . Je to jeden z digitálnych sekvenčných logických obvodov, ktoré počítajú niekoľko impulzov. Sú navrhnuté so skupinou žabiek s ďalším hodinovým signálom. V každej digitálnej logike a výpočte sa tieto používajú na počítanie konkrétnych udalostí alebo impulzov, ku ktorým dochádza v obvode, a tiež sledujú určitú postupnosť alebo ľubovoľnú náhodnú postupnosť na základe návrhu. Existujú rôzne typy, napríklad Synchrónne pulty , Asynchrónne / Čítače zvlnenia, Počítadlo hore / dole, Počítadlo zvonenia, Johnsonovo počítadlo, Počítadlo dekády, Počítadlo modulov, Kaskádové počítadlo

Čo je Johnson Counter?

Definícia: Je tiež známy ako upravený prsteň pult . Je navrhnutý so skupinou klopných obvodov, kde je obrátený výstup z posledného klopného obvodu spojený so vstupom prvého klopného obvodu. Spravidla sa implementuje pomocou žabiek typu D alebo JK. Je tiež známy ako počítadlo inverznej spätnej väzby alebo počítadlo so skrúteným krúžkom. Toto sleduje postupnosť bitových vzorov. V porovnaní s počítadlom prsteňov využíva iba polovicu počtu žabiek. Takže MOD bude 2n, ak bude n klopných obvodov.

Schéma zapojenia

The schéma zapojenia počítadla johnson je kaskádové usporiadanie „n“ plážové šľapky . V takomto prevedení je výstup pokračujúceho klopného obvodu privádzaný späť ako vstup do nasledujúceho klopného obvodu. Napríklad invertovaný výstup posledného klopného obvodu „Q̅n“ sa vedie späť do prvého klopného obvodu v postupnom bitovom vzore. Počítadlo registruje cykly v uzavretej slučke, to znamená, že cirkuluje v okruhu.

protiobvod

Zvážte 4-bitový Johnsonov čítač, ktorý obsahuje 4 D žabky, ktoré sa nazývajú 4-bitový Johnsonov čítač. Má prednastavené a vymazané piny na inicializáciu alebo spustenie a reset počítania.

Resetovací pin slúži ako vypínač. Žabky je teda možné povoliť kliknutím na prepínač Reset.

Pin CLK sa používa na pozorovanie zmien na výstupe žabiek.

Na rozdelenie frekvencie hodinových signálov pomocou rôznych spätnoväzbových pripojení sa používajú štandardné 2,3 a 4 stupňové Johnsonove počítadlá. Napríklad 3-stupňový johnsonov čítač je možné použiť ako trojfázový a 120-stupňový generátor štvorcových vĺn s fázovým posunom. 5-stupňové Johnsonovo počítadlo sa používa ako synchrónne počítadlo dekád (CD4017) alebo ako rozdeľovač. 2-stupňový funguje ako kvadratúrny oscilátor alebo generátor, ktorý produkuje jednotlivé výstupné signály, každý so stupňom 90 stupňov, týkajúce sa vstupného signálu.

Tabuľka pravdy

Zvážte pravdivostnú tabuľku 3-bitového Johnsonovho počítadla. Výstup pokračujúceho klopného obvodu je pripojený ako vstup nasledujúceho klopného obvodu. Hodinový signál (CLK) sa používa na poznanie zmien na výstupe. Obsahuje 3 žabky, Q0, Q1, Q2 sú výstupy žabiek. Počítadlo počíta stav cyklov v nepretržitej uzavretej slučke.

Vstup D je tesne pred stúpajúcou hranou hodín (CLK), označený ako Q0.

Keď nastane stúpajúca hrana CLK, výstup Q1 je hodnota Q0.

Ak nie je k dispozícii žiadny hodinový impulz (0), je výstup počítadla 000.

Keď CLK = 1, výstup počítadla je 100.

Keď CLK = 2, výstup z počítadla je 110.

Keď CLK = 3, výstup z počítadla je 111.

Keď CLK = 4, výstup počítadla je 011.

Keď CLK = 5, výstup z počítadla je 001.

MOD 3-bitového Johnsonovho počítadla je 6. Preto existuje 6 jedinečných čísel stavov. Celý proces je vo vzore sekvenčných bitov.

Johnson Counter Verilog Code

Ak je počet bitov alebo klopných obvodov ‘n’, potom johnsonov čítač počíta 2n udalostí alebo stavov alebo cyklov.

Verilogový HDL kód 3-bitového Johnsonovho počítadla je uvedený nižšie,

/////// Verilog Code Johnson

modul johnson_counter (out, reset, clk)

vstup clk, reset

výstup [3: 0] von

reg [3: 0] q

always @ (posedge clk)

začať

ak (reset)

q = 4’d0

inak

začať
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

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

koniec

priraď von = q

endmodul

//////Koniec////

4-bitový Johnson Counter

4-bitový Johnsonov čítač obsahuje 4 klopné obvody typu D a počíta 8 ne. Cyklov. Invertovaný výstup posledného klopného obvodu je privádzaný späť ako vstup do prvého klopného obvodu.

• Z obrázku je ABCD výstupom klopného obvodu v 4-bitovom vzore.
• Vstupná hodnota „D“ je invertovaný výstup posledného klopného obvodu.
• „CLK“ sa používa na spočítanie stavov alebo cyklov počítadla, ktoré je v uzavretej slučke.
• Resetovací kolík sa používa ako vypínač.
• Pretože sa dáta budú otáčať okolo nepretržitej uzavretej slučky, možno na zistenie rôznych vzorov alebo hodnôt v dátach použiť aj počítadlo.
• Napríklad, keď existuje hodinový impulz, výstupný vzor klopných obvodov by bol 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
• Ak nie je k dispozícii žiadny hodinový impulz, výstup bude 0000.

Rozdiel medzi počítadlom prsteňov a počítadlom Johnson

Rozdiel medzi počítadlom zvonenia a Johnsonovým počítadlom je v tom, že výstup invertora posledného klopného obvodu je pripojený späť ako vstup do prvého klopného obvodu.

Počítadlo v krúžku, počet vstupných hodinových impulzov daných klopným obvodom sa rovná počtu stupňov. To znamená, že MOD počítadla n-bitových zvonení je „n“.

V Johnsonovom počítadle sa počet vstupných hodinových impulzov vydelí dvojnásobne dvojnásobne ako počet stupňov. To znamená, že MOD n-bitového Johnsonovho počítadla je „2n“.

Výhody / nevýhody počítadla Johnson Counter

Medzi výhody a nevýhody patrí nasledujúce.

Výhody

Výhody sú

• Johnsonov čítač počíta počet stupňov dvakrát rovnajúci sa počtu hodinových impulzov daných číslu plážové šľapky .
• Počíta udalosti v nepretržitej uzavretej slučke v obvode.
• Môže byť navrhnutý pomocou žabiek D a JK
• Môže byť použitý ako samokódovací obvod.

Nevýhody

Nevýhody sú

• Nemožno ho použiť na spočítanie binárneho súboru postupnosť
• Nevyužíva všetky stupne, ktoré sa rovnajú počtu stupňov v počítadle.
• Potrebuje iba polovicu počtu žabiek pri polovičnom počte načasovania signály
• Používa sa v ľubovoľnej časovej postupnosti.

Aplikácie

The aplikácie johnsonovho počítadla sú

• Johnsonove počítadlá sa používajú ako rozdeľovače frekvencií a rozpoznávače vzorov.
• Používa sa ako synchrónna dekáda pult a rozdeľovač obvodu
• Môže sa použiť na vytvorenie komplikovaných strojov s konečným stavom v dizajne hardvérovej logiky.
• 3-bitový Johnsonov čítač sa používa ako trojfázový generátor štvorcových vĺn na výrobu fázového posuvu 120 stupňov
• Frekvencia hodinového signálu je vydelená zmenou ich spätnej väzby.

Časté otázky

1). Aký je rozdiel medzi počítadlom zvonenia a počítadlom Johnson?

MOD n-bitového počítadla zvonenia je „n“, zatiaľ čo MOD n-bitového Johnsonovho počítadla je „2n“.

2). Čo je to flip flop?

D-FLIP FLOP sa tiež nazýva ako hodinový klopný obvod alebo oneskorený klopný obvod, ktorý sleduje vstup a robí prechody rovnocennými so vstupom D.

3). Čo je to asynchrónne počítadlo?

Vstupuje na klopný obvod a má kontrolu nad výstupmi bez ohľadu na použité vstupné hodinové impulzy.

4). Aký je účel tabuľky pravdivosti?

Tabuľka pravdy obsahuje niekoľko riadkov a stĺpcov s logickými premennými a kombináciami na poznanie logického fungovania obvodu. Poskytuje všetky možné hodnoty v logickej funkcii obvodu.

5). Aká je úplná forma flip flopu D?

Plná forma d-flip flopu je Data-flip flop, ktorý ukladá hodnotu, ktorá je na dátovom riadku.

Toto je teda všetko o pracovnej, obvodovej a pravdivostnej tabuľke Johnsonovho počítadla. Účelom Johnsonovho počítadla je spočítať alebo uložiť počet udalostí, keď je invertovaný výstup uvedený ako vstup do prvého klopného obvodu a tiež nazývaný ako modifikácia. Tu je otázka pre vás: „Čo je 8-bitový Johnson Counter?“.