Какво представлява броячът на Джонсън: Електрическа схема, таблица на истината и нейните приложения

Какво представлява броячът на Джонсън: Електрическа схема, таблица на истината и нейните приложения

В цифровата електроника броячите на Джонсън се използват за съхраняване, обработка или преброяване на броя събития, настъпили в рамките на верига . Това е една от цифровите последователни логически вериги, които отчитат няколко импулса. Те са проектирани с група джапанки с допълнителен тактов сигнал. Във всяка цифрова логика и изчисления те се използват за преброяване на конкретното събитие или импулс, случващи се във веригата, а също така следва определена последователност или произволна последователност, базирана на дизайна. Има различни видове, като например синхронни броячи , Асинхронни / пулсации, брояч нагоре / надолу, брояч на пръстени, брояч на Джонсън, брояч на десетилетие, брояч на модули, каскаден брояч



Какво е Johnson Counter?

Определение: Известен е и като модифициран пръстен брояч . Проектиран е с група джапанки, където обърнатата продукция от последния джапанка е свързана към входа на първата джапанка. Като цяло, той се реализира чрез използване на D джапанки или JK джапанки. Известен е също като брояч с обратна обратна връзка или усукан пръстен. Това следва последователността на битовите модели. В сравнение с брояча на пръстените, той използва само половината от броя на джапанките. И така, MOD ще бъде 2n, ако има n джапанки.


Електрическа схема

The схема на брояча на Джонсън е каскадното разположение на „n“ джапанки . При такъв дизайн изходът на следващия тригер се връща обратно като вход към следващия тригер. Например, обърнатата продукция на последния тригер „Q̅n“ се връща обратно към първия тригер в последователния битов модел. Броячът регистрира цикли в затворен цикъл, т.е. циркулира в рамките на веригата.





контра-верига

контра-верига

Помислете за 4-битовия брояч на Джонсън, той съдържа 4 D джапанки, който се нарича 4-битов брояч на Джонсън. Той има предварително зададени и изчистващи щифтове за инициализиране или стартиране и нулиране на преброените.



Нулиращият щифт действа като превключвател за включване / изключване. Така че, джапанките могат да бъдат активирани, като щракнете върху бутона Нулиране.

ПИН CLK се използва за наблюдение на промените в изхода на джапанките.


Стандартните 2,3 и 4-степенни броячи на Джонсън се използват за разделяне на честотата на тактовите сигнали с помощта на различни връзки с обратна връзка. Например, тристепенен брояч на Джонсън може да се използва като 3-фазен и 120-градусов генератор на квадратни вълни с фазово изместване. 5-степенният брояч на Джонсън се използва като синхронен десетилетен брояч (CD4017) или разделителна верига. 2-степенният действа като квадратурен генератор или генератор, който произвежда отделни изходни сигнали от 90 градуса всеки по отношение на входния сигнал.

Таблица на истината

Помислете за таблицата на истината на 3-битовия брояч на Джонсън. Изходът на следващия тригер е свързан като вход на следващия тригер. Сигналът на часовника (CLK) се използва за познаване на промените в изхода. Съдържа 3 джапанки, Q0, Q1, Q2 са изходите на джапанките. Броячът отчита състоянието на циклите в непрекъснат затворен цикъл.

Щат

Q0 Q1

Q2

000

0

1

100

две

110
311

1

401

1

500

1

Входът D е точно преди нарастващия ръб на часовника (CLK), обозначен като Q0.

Когато възникне CLK нарастващ ръб, изходът Q1 е стойността на Q0.

Когато няма тактов импулс (0), изходът на брояча е 000.

Когато CLK = 1, изходът на брояча е 100.

Когато CLK = 2, изходът на брояча е 110.

Когато CLK = 3, изходът на брояча е 111.

Когато CLK = 4, изходът на брояча е 011.

Когато CLK = 5, изходът на брояча е 001.

MOD на 3-битовия брояч на Джонсън е 6. Следователно има 6 уникални номера на държави. Пълният процес е в последователността битов модел.

Johnson Counter Verilog код

Ако броят на битовете или джапанките е „n“, тогава броячът на Джонсън графиня 2n събития или състояния или цикли.

Verilog HDL кодът на 3-битовия брояч на Джонсън е показан по-долу,

/////// Verilog код Джонсън

модул johnson_counter (out, reset, clk)

вход clk, нулиране

изход [3: 0] изход

reg [3: 0] q

винаги @ (posedge clk)

започнете

ако (нулиране)

q = 4’d0

друго

започнете
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

q [0]<=(~q[3])
край

край

присвояване = q

краен модул

//////Край////

4-битов брояч на Джонсън

4-битовият брояч на Джонсън съдържа 4 D джапанки и отчита 8 броя цикли. Инвертираният изход на последния тригер се връща обратно като вход към първия тригер.

  • От фигурата ABCD е изходът на тригера в 4-битовия модел.
  • Входната стойност на „D“ е инвертираната изходна стойност на последния тригер.
  • „CLK“ се използва за преброяване на състоянията или циклите на брояча, който е в затворения цикъл.
  • Нулиращият щифт се използва като превключвател за включване / изключване.
  • Тъй като данните ще се въртят около непрекъснат затворен цикъл, може да се използва брояч и за откриване на различни модели или стойности в данните.
  • Например, когато има тактов импулс, изходният модел на джапанките ще бъде 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
  • Когато няма тактов импулс, изходът ще бъде 0000.

Разлика между брояч на пръстени и брояч на Джонсън

Разликата между брояча на пръстените и брояча на Джонсън е, че инверторният изход на последния тригер е свързан обратно като вход към първия тригер.

В брояча в пръстена, броя на импулсите на тактовия сигнал, подадени на тригерите, са равни на броя на етапите. Това означава, че MOD на n-битовия брояч на пръстени е ‘n’.

В брояча на Джонсън номерът на входните тактови импулси се дели на коефициент два пъти равен на броя на етапите. Това означава, че MOD на n-битовия брояч на Джонсън е „2n“.

Предимства / недостатъци на брояча на Джонсън

Предимствата и недостатъците включват следното.

Предимства

Предимствата са

  • Броячът на Джонсън отчита броя на етапите два пъти равен на броя на тактовите импулси, дадени на джапанки .
  • Той отчита събитията в непрекъснат затворен цикъл в рамките на веригата.
  • Може да се проектира с помощта на D и JK джапанки
  • Може да се използва като схема за самокодиране.

Недостатъци

Недостатъците са

  • Не може да се използва за преброяване на двоичния файл последователност
  • Той не използва всички етапи, равни на броя на етапите в брояча.
  • Необходими са само половината от броя на джапанките на половината от времето за времето сигнали
  • Използва се във всяка времева последователност.

Приложения

The приложения на Джонсън брояч са

  • Броячите на Джонсън се използват като разделители на честотата и разпознавачи на шаблони.
  • Използва се като синхронно десетилетие брояч и разделителна верига
  • Той може да се използва за създаване на сложни машини с крайно състояние в хардуерния логически дизайн.
  • 3-битовият брояч на Джонсън се използва като 3-фазен генератор на квадратни вълни за генериране на 120-градусово фазово изместване
  • Честотата на тактовия сигнал се разделя чрез промяна на тяхната обратна връзка.

Често задавани въпроси

1). Каква е разликата между брояча на пръстените и брояча на Джонсън?

MOD на n-битовия брояч на пръстени е ‘n’, докато MOD на n-битовия брояч на Джонсън е ‘2n’.

2). Какво е D flip flop?

D-FLIP FLOP също се нарича като тактиран флип-флоп или закъснителен тригер, който проследява входа и прави преходите равни на входа D.

3). Какво е асинхронен брояч?

Той влиза на тригер и има контрол върху изходите, независимо от приложените импулси на тактовия сигнал.

4). Каква е целта на таблицата на истината?

Таблицата на истината съдържа няколко реда и колони с логически променливи и комбинации, за да се знае логическото функциониране на веригата. Той предоставя всички възможни стойности в логическата функция на веригата.

5). Каква е пълната форма на D тригер?

Пълната форма на d-flip flop е Data-flip flop, който съхранява стойността, която е на реда за данни.

По този начин всичко е свързано с работната, веригата и таблицата на истината на брояча на Джонсън. Целта на брояча на Джонсън е да отчита или съхранява броя на събитията, когато обърнатият изход се дава като вход към първия тригер и също се извиква като модифициране. Ето въпрос към вас: „Какво представлява 8-битовият брояч на Джонсън?“.