Wat is Johnson Counter: schakelschema, waarheidstabel en zijn toepassingen

Wat is Johnson Counter: schakelschema, waarheidstabel en zijn toepassingen

In digitale elektronica worden johnson-tellers gebruikt om het aantal gebeurtenissen binnen het circuit ​Het is een van de digitale sequentiële logische schakelingen die meerdere pulsen tellen. Deze zijn ontworpen met een groep flip-flops met een extra kloksignaal. In elke digitale logica en berekening worden deze gebruikt om de specifieke gebeurtenis of puls te tellen die in het circuit plaatsvindt en volgt ook een bepaalde reeks of een willekeurige reeks op basis van het ontwerp. Er zijn verschillende typen, zoals synchroon balies , Asynchrone / rimpel-tellers, Omhoog / omlaag-teller, Ringteller, Johnson-teller, Decadeteller, Modulusteller, Cascadeteller



Wat is Johnson Counter?

Definitie: Het is ook bekend als een gemodificeerde ring teller ​Het is ontworpen met een groep flip-flops, waarbij de omgekeerde uitgang van de laatste flip-flop is verbonden met de ingang van de eerste flip-flop. Over het algemeen wordt het geïmplementeerd door D-flip-flops of JK-flip-flops te gebruiken. Het is ook bekend als een inverse feedback-teller of twisted-ring-teller. Dit volgt de reeks bitpatronen. In vergelijking met de ringteller gebruikt deze slechts de helft van het aantal flip-flops. Dus de MOD is 2n als er n flip-flops zijn.


Schakelschema

De johnson teller schakelschema is de trapsgewijze opstelling van ‘n’ slippers ​Bij een dergelijk ontwerp wordt de uitvoer van de volgende flip-flop teruggevoerd als invoer voor de volgende flip-flop. De geïnverteerde uitvoer van de laatste flip-flop ‘Q̅n’ wordt bijvoorbeeld teruggevoerd naar de eerste flip-flop in het reeksbitpatroon. De teller registreert cycli in een gesloten lus, d.w.z. circuleert binnen het circuit.





tegencircuit

tegencircuit

Beschouw de 4-bits Johnson-teller, deze bevat 4 D-flip-flops, die 4-bits Johnson-teller wordt genoemd. Het heeft vooraf ingestelde en duidelijke pinnen om de getelde te initialiseren of te starten en opnieuw in te stellen.



Reset-pin fungeert als een aan / uit-schakelaar. De flip-flops kunnen dus worden ingeschakeld door op de Reset-schakelaar te klikken.

CLK-pin wordt gebruikt om de veranderingen in de output van de flip-flops te observeren.


Standaard 2,3 en 4-traps johnson-tellers worden gebruikt om de frequentie van kloksignalen te verdelen met behulp van verschillende feedbackverbindingen. Een 3-traps Johnson-teller kan bijvoorbeeld worden gebruikt als een 3-fasen en 120 graden faseverschuivingsblokgolfgenerator. 5-traps Johnson-teller wordt gebruikt als een synchrone decadenteller (CD4017) of als verdeelcircuit. 2-traps werkt als een kwadratuuroscillator of generator die individuele uitgangssignalen van 90 graden produceert met betrekking tot het ingangssignaal.

Waarheidstabel

Beschouw de waarheidstabel van de 3-bit Johnson-teller. De uitgang van de volgende flip-flop is aangesloten als de ingang van de volgende flip-flop. Het kloksignaal (CLK) wordt gebruikt om de veranderingen in de output te kennen. Het bevat 3 flip-flops, Q0, Q1, Q2 zijn de uitgangen van de flip-flops. De teller telt de toestand van cycli in een continue gesloten lus.

Staat

Q0 V1

Q2

000

0

1

100

twee

110
311

1

401

1

500

1

De ingang D staat net voor de stijgende flank van de klok (CLK), aangeduid als Q0.

Wanneer de CLK stijgende flank optreedt, is de uitgang Q1 de waarde van Q0.

Als er geen klokpuls (0) is, is de output van de teller 000.

Als CLK = 1, is de output van de teller 100.

Als CLK = 2, is de output van de teller 110.

Als CLK = 3, is de output van de teller 111.

Als CLK = 4, is de output van de teller 011.

Als CLK = 5, is de output van de teller 001.

De MOD van de 3-bits Johnson-teller is 6. Er zijn dus 6 unieke aantallen toestanden. Het volledige proces is in het reeksbitpatroon.

Johnson Counter Verilog Code

Als het aantal bits of flip-flops ‘n’ is, dan telt de johnson-teller gravin 2n gebeurtenissen of toestanden of cycli.

De verilog HDL-code van de 3-bits Johnson-teller wordt hieronder weergegeven,

/////// Verilog Code Johnson

module johnson_counter (uit, reset, clk)

input clk, reset

output [3: 0] uit

reg [3: 0] q

altijd @ (posedge clk)

beginnen

if (reset)

q = 4’d0

anders

beginnen
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

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

einde

toewijzen = q

eindmodule

//////Einde////

4-bits Johnson-teller

De 4-bit Johnson-teller bevat 4 D-flip-flops en telt 8 cycli. De omgekeerde uitvoer van de laatste flip-flop wordt teruggevoerd als invoer naar de eerste flip-flop.

  • Uit de figuur is ABCD de uitgangen van de flip-flop in het 4-bits patroon.
  • De invoerwaarde van ‘D’ is de omgekeerde uitvoer van de laatste flip-flop.
  • De ‘CLK’ wordt gebruikt om de toestanden of cycli van de teller te tellen, die zich in de gesloten lus bevindt.
  • De reset-pin wordt gebruikt als aan / uit-schakelaar.
  • Omdat de gegevens rond een continue gesloten lus draaien, kan een teller ook worden gebruikt om verschillende patronen of waarden in de gegevens te detecteren.
  • Als er bijvoorbeeld een klokpuls is, is het uitvoerpatroon van de flip-flops 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
  • Als er geen klokpuls is, is de uitvoer 0000.

Verschil tussen Ring Counter en Johnson Counter

Het verschil tussen de ringteller en de johnson-teller is dat de inverteruitgang van de laatste flip-flop weer is aangesloten als de ingang van de eerste flip-flop.

In-ring teller, het aantal ingangsklokpulsen dat aan de flip-flops wordt gegeven, is gelijk aan het aantal trappen. Dat betekent dat de MOD van de n-bit ringteller ‘n’ is.

In de teller van Johnson wordt het aantal ingangsklokpulsen gedeeld door een factor tweemaal gelijk aan het aantal trappen. Dat betekent dat de MOD van de n-bit Johnson-teller ‘2n’ is.

Voordelen / nadelen van Johnson Counter

De voor- en nadelen zijn onder meer de volgende.

Voordelen

De voordelen zijn

  • De Johnson-teller telt het aantal trappen tweemaal gelijk aan het aantal klokpulsen dat aan de slippers
  • Het telt de gebeurtenissen in een continue gesloten lus binnen het circuit.
  • Het kan worden ontworpen met behulp van flip-flops D en JK
  • Het kan worden gebruikt als een zelf-decoderend circuit.

Nadelen

De nadelen zijn

  • Het kan niet worden gebruikt om het binaire bestand te tellen volgorde
  • Het gebruikt niet alle fasen die gelijk zijn aan het aantal fasen in de teller.
  • Het heeft maar de helft van het aantal flip-flops nodig op de helft van de timing signalen
  • Het wordt in elke timingsequentie gebruikt.

Toepassingen

De toepassingen van johnson counter zijn

  • Johnson-tellers worden gebruikt als frequentiedelers en patroonherkenners.
  • Het wordt gebruikt als een synchroon decennium teller en scheidingscircuit
  • Het kan worden gebruikt om gecompliceerde eindige-toestandsmachines te maken in hardware-logisch ontwerp.
  • De 3-bit Johnson-teller wordt gebruikt als een 3-fase blokgolfgenerator om 120 graden faseverschuiving te produceren
  • De frequentie van het kloksignaal wordt gedeeld door hun feedback te variëren.

Veelgestelde vragen

1). Wat is het verschil tussen de ringteller en de Johnson-teller?

De MOD van de n-bit ringteller is ‘n’ terwijl de MOD van de n-bit Johnson-teller ‘2n’ is.

2). Wat is een D-flip-flop?

De D-FLIP FLOP wordt ook wel een geklokte flip-flop of vertraagde flip-flop genoemd, die de ingang volgt en de overgangen gelijk maakt aan de ingang D.

3). Wat is een asynchrone teller?

Het voert op een flip-flop in en heeft controle over de uitgangen, ongeacht de toegepaste ingangsklokpulsen.

4). Wat is het doel van een waarheidstafel?

De waarheidstabel bevat verschillende rijen en kolommen met logische variabelen en combinaties om de logische werking van het circuit te kennen. Het biedt alle mogelijke waarden in de logische functie van het circuit.

5). Wat is de volledige vorm van een D-flip-flop?

De volledige vorm van de d-flip-flop is Data-flip-flop, die de waarde opslaat die op de datalijn staat.

Dit gaat dus allemaal over de werk-, circuit- en waarheidstabel van Johnson-teller. Het doel van de Johnson-teller is om het aantal gebeurtenissen te tellen of op te slaan wanneer de geïnverteerde uitvoer wordt gegeven als invoer voor de eerste flip-flop en ook wel als wijziging wordt genoemd. Hier is een vraag voor u: 'Wat is een 8-bit Johnson-teller?'.