Qu'est-ce que Johnson Counter: schéma de circuit, table de vérité et ses applications

Dans l'électronique numérique, les compteurs Johnson sont utilisés pour stocker ou traiter ou compter le nombre d'événements survenus dans le circuit . C'est l'un des circuits logiques séquentiels numériques qui comptent plusieurs impulsions. Ceux-ci sont conçus avec un groupe de bascules avec un signal d'horloge supplémentaire. Dans chaque logique numérique et informatique, ceux-ci sont utilisés pour compter l'événement ou l'impulsion spécifique se produisant dans le circuit et suivent également une certaine séquence ou toute séquence aléatoire basée sur la conception. Il existe différents types, tels que synchrone compteurs , Compteurs asynchrones / ondulatoires, compteur haut / bas, compteur anneau, compteur Johnson, compteur Décennie, compteur module, compteur en cascade

Qu'est-ce que Johnson Counter?

Définition: Il est également connu comme un anneau modifié contrer . Il est conçu avec un groupe de bascules, où la sortie inversée de la dernière bascule est connectée à l'entrée de la première bascule. Généralement, il est implémenté en utilisant des bascules D ou des bascules JK. Il est également connu sous le nom de compteur de rétroaction inverse ou de compteur en anneau torsadé. Cela suit la séquence des modèles de bits. Par rapport au compteur d'anneaux, il n'utilise que la moitié du nombre de bascules. Ainsi, le MOD sera 2n, s'il y a n bascules.

Schéma

Le schéma de circuit de compteur johnson est la disposition en cascade de «n» tongs . Dans une telle conception, la sortie de la bascule précédente est renvoyée en tant qu'entrée à la bascule suivante. Par exemple, la sortie inversée de la dernière bascule «Q̅n» est renvoyée à la première bascule dans le modèle de bits de séquence. Le compteur enregistre les cycles en boucle fermée, c'est-à-dire circule dans le circuit.

contre-circuit

Considérez le compteur Johnson 4 bits, il contient 4 bascules D, qui est appelé compteur Johnson 4 bits. Il a des broches préréglées et effacées pour initialiser ou démarrer et réinitialiser le compté.

La broche de réinitialisation agit comme un interrupteur marche / arrêt. Ainsi, les bascules peuvent être activées en cliquant sur le bouton Reset.

La broche CLK est utilisée pour observer les changements dans la sortie des bascules.

Les compteurs Johnson standard à 2,3 et 4 étages sont utilisés pour diviser la fréquence des signaux d'horloge à l'aide de connexions de rétroaction variables. Par exemple, un compteur Johnson à 3 étages peut être utilisé comme générateur d'ondes carrées triphasées et à 120 degrés de déphasage. Le compteur Johnson à 5 étages est utilisé comme compteur de décades synchrone (CD4017) ou circuit diviseur. 2 étages agit comme un oscillateur ou un générateur en quadrature qui produit des signaux de sortie individuels de 90 degrés chacun concernant le signal d'entrée.

Table de vérité

Considérez la table de vérité du compteur Johnson 3 bits. La sortie de la bascule en cours est connectée en tant qu'entrée de la bascule suivante. Le signal d'horloge (CLK) est utilisé pour connaître les changements dans la sortie. Il contient 3 bascules, Q0, Q1, Q2 sont les sorties des bascules. Le compteur compte l'état des cycles en boucle fermée continue.

L'entrée D est juste avant le front montant de l'horloge (CLK), noté Q0.

Lorsque le front montant CLK se produit, la sortie Q1 est la valeur de Q0.

Lorsqu'il n'y a pas d'impulsion d'horloge (0), la sortie du compteur est 000.

Lorsque CLK = 1, la sortie du compteur est 100.

Lorsque CLK = 2, la sortie du compteur est 110.

Lorsque CLK = 3, la sortie du compteur est 111.

Lorsque CLK = 4, la sortie du compteur est 011.

Lorsque CLK = 5, la sortie du compteur est 001.

Le MOD du compteur johnson 3 bits est 6. Il y a donc 6 nombres uniques d'états. Le processus complet est dans le modèle de bits de séquence.

Code Johnson Counter Verilog

Si le nombre de bits ou de bascules est 'n', alors le compteur johnson compte 2n événements, états ou cycles.

Le code Verilog HDL du compteur Johnson 3 bits est indiqué ci-dessous,

/////// Verilog Code Johnson

module johnson_counter (sortie, réinitialisation, clk)

entrée clk, reset

sortie [3: 0] out

reg [3: 0] q

toujours @ (posedge clk)

commencer

si (réinitialiser)

q = 4’d0

autre

commencer
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

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

finir

assigner = q

module d'extrémité

//////Finir////

Compteur Johnson 4 bits

Le compteur Johnson 4 bits contient 4 bascules D et il compte 8 nombre de cycles. La sortie inversée de la dernière bascule est renvoyée comme entrée à la première bascule.

• D'après la figure, ABCD est les sorties de la bascule dans le modèle à 4 bits.
• La valeur d'entrée de «D» est la sortie inversée de la dernière bascule.
• Le «CLK» est utilisé pour compter les états ou cycles du compteur, qui est en boucle fermée.
• La broche de réinitialisation est utilisée comme interrupteur marche / arrêt.
• Comme les données tourneront autour d'une boucle fermée continue, un compteur peut également être utilisé pour détecter divers modèles ou valeurs dans les données.
• Par exemple, lorsqu'il y a une impulsion d'horloge, le modèle de sortie des bascules serait 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
• Lorsqu'il n'y a pas d'impulsion d'horloge, la sortie sera 0000.

Différence entre Ring Counter et Johnson Counter

La différence entre le compteur d'anneau et le compteur johnson est que la sortie de l'inverseur de la dernière bascule est connectée à nouveau en tant qu'entrée de la première bascule.

Compteur en anneau, le nombre d'impulsions d'horloge d'entrée données aux bascules est égal au nombre d'étages. Cela signifie que le MOD du compteur d’anneaux à n bits est «n».

Dans le compteur de Johnson, le nombre d’impulsions d’horloge d’entrée est divisé par un facteur deux fois égal au nombre d’étages. Cela signifie que le MOD du compteur johnson à n bits est «2n».

Avantages / inconvénients de Johnson Counter

Les avantages et inconvénients sont les suivants.

Avantages

Les avantages sont

• Le compteur johnson compte le nombre d'étages deux fois égal au nombre d'impulsions d'horloge donné au tongs .
• Il compte les événements en boucle fermée continue à l'intérieur du circuit.
• Il peut être conçu en utilisant des bascules D et JK
• Il peut être utilisé comme circuit d'autodécodage.

Désavantages

Les inconvénients sont

• Il ne peut pas être utilisé pour compter le binaire séquence
• Il n’utilise pas toutes les étapes égales au nombre d’étapes du compteur.
• Il n'a besoin que de la moitié du nombre de bascules sur la moitié du nombre de chronométrage signaux
• Il est utilisé dans n'importe quelle séquence de chronométrage.

Applications

Le applications du compteur johnson sommes

• Les compteurs Johnson sont utilisés comme diviseurs de fréquence et identificateurs de modèles.
• Il est utilisé comme une décennie synchrone contrer et circuit diviseur
• Il peut être utilisé pour créer des machines à états finis complexes dans la conception logique matérielle.
• Le compteur Johnson 3 bits est utilisé comme générateur d'ondes carrées triphasées pour produire un déphasage de 120 degrés
• La fréquence du signal d'horloge est divisée en faisant varier leur rétroaction.

FAQ

1). Quelle est la différence entre le compteur d'anneaux et le compteur Johnson?

Le MOD du compteur d’anneaux à n bits est «n» tandis que le MOD du compteur Johnson à n bits est «2n».

2). Qu'est-ce que la bascule D?

Le D-FLIP FLOP est également appelé bascule cadencée ou flip-flop à retard, qui suit l'entrée et rend les transitions égales à l'entrée D.

3). Qu'est-ce qu'un compteur asynchrone?

Il entre sur une bascule et contrôle les sorties indépendamment des impulsions d'horloge d'entrée appliquées.

4). Quel est le but d'une table de vérité?

La table de vérité contient plusieurs lignes et colonnes avec des variables logiques et des combinaisons pour connaître le fonctionnement logique du circuit. Il fournit toutes les valeurs possibles dans la fonction logique du circuit.

5). Quelle est la forme complète de la bascule D?

La forme complète du d-flip flop est Data-flip flop, qui stocke la valeur qui se trouve sur la ligne de données.

Il s'agit donc du fonctionnement, du circuit et de la table de vérité du compteur Johnson. Le but du compteur Johnson est de compter ou de stocker le nombre d'événements lorsque la sortie inversée est donnée comme entrée de la première bascule et également appelée comme modification. Voici une question pour vous, 'Qu'est-ce que Johnson Counter 8 bits?'.