Ano ang Johnson Counter: Circuit Diagram, Truth Table at Mga Application nito

Sa digital electronics, ginagamit ang mga counter ni johnson upang iimbak o maproseso o mabilang ang bilang ng mga kaganapan na naganap sa loob ng circuit . Ito ay isa sa mga digital na sunud-sunod na mga circuit ng lohika na bilangin ang maraming mga pulso. Ang mga ito ay dinisenyo kasama ang isang pangkat ng mga flip-flop na may isang karagdagang signal ng orasan. Sa bawat digital na lohika at computing, ginagamit ang mga ito upang mabilang ang tukoy na kaganapan o pulso na nangyayari sa circuit at sumusunod din sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod o anumang random na pagkakasunud-sunod batay sa disenyo. Mayroong iba't ibang mga uri, tulad ng Synchronous mga counter , Mga counter na Asynchronous / Ripple, Up / Down Counter, Ring counter, Johnson counter, Decade counter, Modulus counter, Cascaded counter

Ano ang Johnson Counter?

Kahulugan: Kilala rin ito bilang isang binagong singsing counter . Ito ay dinisenyo kasama ang isang pangkat ng mga flip-flop, kung saan ang inverted output mula sa huling flip-flop ay konektado sa input ng unang flip-flop. Pangkalahatan, ipinapatupad ito sa pamamagitan ng paggamit ng D flip-flop o JK flip-flop. Kilala rin ito bilang isang kabaligtaran na counter ng feedback o baluktot na ring counter. Sinusundan nito ang pagkakasunud-sunod ng mga pattern ng bit. Kung ihahambing sa ring counter, gumagamit lamang ito ng kalahati ng bilang ng mga flip-flop. Kaya, ang MOD ay magiging 2n, kung mayroong mga n flip-flop.

Diagram ng Circuit

Ang johnson counter circuit diagram ay ang kaskad na pag-aayos ng 'n' tsinelas . Sa gayong disenyo, ang output ng nagpapatuloy na flip-flop ay pinakain muli bilang input sa susunod na flip-flop. Halimbawa, ang baligtad na output ng huling flip-flop na 'Q̅n' ay ibinalik pabalik sa unang flip-flop sa pattern ng pagkakasunud-sunod ng bit. Ang counter ay nagrerehistro ng mga cycle sa isang closed-loop ibig sabihin ay nagpapalipat-lipat sa loob ng circuit.

counter-circuit

Isaalang-alang ang 4-bit Johnson counter, naglalaman ito ng 4 D flip-flop, na tinatawag na 4-bit Johnson counter. Mayroon itong mga preset at malinaw na mga pin upang mapasimulan o simulan at i-reset ang binibilang.

Ang pag-reset ng pin ay kumikilos bilang isang on / off switch. Kaya, ang mga flip-flop ay maaaring paganahin sa pamamagitan ng pag-click sa I-reset ang switch.

Ang CLK pin ay ginagamit upang obserbahan ang mga pagbabago sa output ng flip-flops.

Ang mga karaniwang 2,3 at 4 na yugto ng mga counter ng johnson ay ginagamit upang hatiin ang dalas ng mga signal ng orasan sa tulong ng iba't ibang mga koneksyon sa feedback. Halimbawa, ang isang 3-yugto johnson counter ay maaaring magamit bilang isang 3-phase at 120 degree phase shift square wave generator. Ang 5-yugto Johnson counter ay ginagamit bilang isang kasabay na dekada na counter (CD4017) o divider circuit. Ang 2-yugto ay gumaganap bilang isang quadrature oscillator o generator na gumagawa ng mga indibidwal na signal ng output na 90 degree bawat isa tungkol sa input signal.

Talahanayan ng Katotohanan

Isaalang-alang ang talahanayan ng katotohanan ng 3-bit Johnson counter. Ang output ng nagpapatuloy na flip-flop ay konektado bilang input ng susunod na flip-flop. Ginagamit ang signal ng orasan (CLK) upang malaman ang mga pagbabago sa output. Naglalaman ito ng 3 flip-flop, Q0, Q1, Q2 ay ang mga output ng flip-flop. Binibilang ng counter ang estado ng mga pag-ikot sa isang tuloy-tuloy na closed loop.

Ang input D ay bago lamang ang tumataas na gilid ng orasan (CLK), na isinailalim bilang Q0.

Kapag nangyari ang pagtaas ng gilid ng CLK, ang output Q1 ay ang halaga ng Q0.

Kapag walang orasan pulso (0), ang output ng counter ay 000.

Kapag CLK = 1, ang output ng counter ay 100.

Kapag CLK = 2, ang output ng counter ay 110.

Kapag ang CLK = 3, ang output ng counter ay 111.

Kapag CLK = 4, ang output ng counter ay 011.

Kapag CLK = 5, ang output ng counter ay 001.

Ang MOD ng 3-bit johnson counter ay 6. Samakatuwid mayroong 6 na mga kakaibang numero ng mga estado. Ang kumpletong proseso ay nasa pattern ng pagkakasunud-sunod ng bit.

Johnson Counter Verilog Code

Kung ang no.of bit o flip-flop ay 'n', pagkatapos ang counter ng counter ng johnson ay 2n mga kaganapan o estado o siklo.

Ang verilog HDL code ng 3-bit Johnson counter ay ipinapakita sa ibaba,

/////// Verilog Code Johnson

module johnson_counter (palabas, i-reset, clk)

input clk, i-reset

lumabas [3: 0]

reg [3: 0] q

laging @ (posedge clk)

magsimula

kung (i-reset)

q = 4’d0

iba pa

magsimula
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

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

tapusin

magtalaga = q

endmodule

// //// End // //

4-bit Johnson Counter

Ang 4-bit johnson counter ay naglalaman ng 4 D flip-flop at binibilang nito ang 8 no. Ng mga cycle. Ang baligtad na output ng huling flip-flop ay pinakain pabalik bilang input sa unang flip-flop.

• Mula sa pigura, ang ABCD ay ang mga output ng flip-flop sa 4-bit na pattern.
• Ang halaga ng pag-input ng 'D' ay ang baligtad na output ng huling flip-flop.
• Ginagamit ang 'CLK' upang mabilang ang mga estado o siklo ng counter, na nasa closed-loop.
• Ang reset pin ay ginagamit bilang isang on / off switch.
• Tulad ng pag-ikot ng data sa isang tuloy-tuloy na closed loop, maaari ding gamitin ang isang counter upang makita ang iba't ibang mga pattern o halaga sa loob ng data.
• Halimbawa, kapag mayroong isang pulso ng orasan, ang pattern ng output ng flip-flop ay magiging 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
• Kapag walang orasan pulso, ang output ay 0000.

Pagkakaiba sa Pagitan ng Ring Counter at Johnson Counter

Ang pagkakaiba sa pagitan ng ring counter at johnson counter ay, ang output ng inverter ng huling flip-flop ay konektado pabalik bilang input sa unang flip-flop.

In-ring counter, ang no.of input clock pulses na ibinigay sa flip-flops ay katumbas ng no.of ng mga yugto. Nangangahulugan iyon na ang MOD ng n-bit ring counter ay 'n'.

Sa counter ni johnson, ang no.of na input na pulso ay nahahati sa isang kadahilanan ng dalawang beses na katumbas ng hindi sa mga yugto. Nangangahulugan iyon na ang MOD ng n-bit johnson counter ay '2n'.

Mga Advantage / Disadvantages ng Johnson Counter

Kabilang sa mga kalamangan at dehado ang mga sumusunod.

Mga kalamangan

Ang mga kalamangan ay

• Ang counter ng johnson ay binibilang ang hindi. Ng mga yugto ng dalawang beses na katumbas ng hindi. Ng mga pulso ng orasan na ibinigay sa tsinelas .
• Binibilang nito ang mga kaganapan sa isang tuloy-tuloy na closed loop sa loob ng circuit.
• Maaari itong idisenyo sa pamamagitan ng paggamit ng flip-flop ng D at JK
• Maaari itong magamit bilang isang self-decoding circuit.

Mga Dehado

Ang mga dehado ay

• Hindi ito magagamit upang mabilang ang binary pagkakasunud-sunod
• Hindi nito ginagamit ang lahat ng mga yugto na katumbas ng no.of ng mga yugto sa counter.
• Kailangan lamang nito ng kalahati ng hindi. Ng mga flip-flop sa kalahati ng hindi. Ng tiyempo signal
• Ginagamit ito sa anumang pagkakasunud-sunod ng tiyempo.

Mga Aplikasyon

Ang aplikasyon ng johnson counter ay

• Ang mga counter ng Johnson ay ginagamit bilang mga divider ng dalas at mga nakakilala sa pattern.
• Ginagamit ito bilang isang kasabay na dekada counter at divider circuit
• Maaari itong magamit upang lumikha ng mga kumplikadong may takda ng estado machine sa disenyo ng lohika ng hardware.
• Ang 3-bit johnson counter ay ginagamit bilang isang 3-phase square generator ng alon upang makagawa ng 120 degree phase shift
• Ang dalas ng signal ng orasan ay nahahati sa pamamagitan ng pag-iiba ng kanilang feedback.

Mga FAQ

1). Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng ring counter at Johnson counter?

Ang MOD ng n-bit ring counter ay 'n' samantalang ang MOD ng n-bit Johnson counter ay '2n'.

2). Ano ang D flip flop?

Ang D-FLIP FLOP ay tinatawag din bilang isang naka-relo na flip-flop o pagkaantala ng flip-flop, na sumusubaybay sa input at ginagawang pantay ang mga transisyon sa input D.

3). Ano ang isang asynchronous counter?

Nag-input ito sa isang flip-flop at may kontrol sa mga output anuman ang inilapat na mga pulso ng input.

4). Ano ang layunin ng isang talahanayan ng katotohanan?

Naglalaman ang talahanayan ng katotohanan ng maraming mga hilera at haligi na may mga lohikal na variable at kombinasyon upang malaman ang lohikal na paggana ng circuit. Nagbibigay ito ng lahat ng mga posibleng halaga sa lohikal na pagpapaandar ng circuit.

5). Ano ang buong anyo ng D flip flop?

Ang buong anyo ng d-flip flop ay ang Data-flip flop, na nag-iimbak ng halaga na nasa linya ng data.

Sa gayon ito ay tungkol sa pagtatrabaho, circuit at katotohanan na talahanayan ng Johnson counter. Ang layunin ng Johnson counter ay upang mabilang o maiimbak ang bilang ng mga kaganapan kapag ang inverted output ay ibinibigay bilang input sa unang flip-flop at tinatawag din bilang pagbabago. Narito ang isang katanungan para sa iyo, 'Ano ang 8-bit Johnson Counter?'.