Στα ψηφιακά ηλεκτρονικά, οι μετρητές johnson χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ή την επεξεργασία ή τη μέτρηση του αριθμού των συμβάντων που σημειώθηκαν εντός του κύκλωμα . Είναι ένα από τα ψηφιακά κυκλώματα διαδοχικής λογικής που μετρά αρκετούς παλμούς. Αυτά έχουν σχεδιαστεί με μια ομάδα σαγιονάρων με ένα επιπλέον σήμα ρολογιού. Σε κάθε ψηφιακή λογική και υπολογισμό, αυτά χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του συγκεκριμένου συμβάντος ή παλμού που συμβαίνει στο κύκλωμα και ακολουθεί επίσης μια συγκεκριμένη ακολουθία ή οποιαδήποτε τυχαία ακολουθία με βάση το σχέδιο. Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι, όπως το Synchronous μετρητές , Μετρητές ασύγχρονης / κυματισμού, Μετρητής πάνω / κάτω, Μετρητής δακτυλίων, Μετρητής Johnson, Μετρητής δεκαετιών, Μετρητής modulus, Μετρητής με επικάλυψη

Τι είναι ο μετρητής Johnson;

Ορισμός: Είναι επίσης γνωστό ως τροποποιημένος δακτύλιος μετρητής . Έχει σχεδιαστεί με μια ομάδα flip-flops, όπου η ανεστραμμένη έξοδος από το τελευταίο flip-flop συνδέεται με την είσοδο του πρώτου flip-flop. Γενικά, υλοποιείται χρησιμοποιώντας D flip-flops ή JK flip-flops. Είναι επίσης γνωστός ως αντίστροφος μετρητής ανάδρασης ή μετρητής στριφτού δακτυλίου. Αυτό ακολουθεί την ακολουθία των μοτίβων bit. Σε σύγκριση με τον μετρητή δακτυλίου, χρησιμοποιεί μόνο το ήμισυ του αριθμού των σαγιονάρων. Έτσι, το MOD θα είναι 2n, εάν υπάρχουν n flip-flops.

Διάγραμμα κυκλώματος

ο διάγραμμα κυκλώματος μετρητή johnson είναι η διαδοχική διάταξη του «n» σαγιονάρες . Σε έναν τέτοιο σχεδιασμό, η έξοδος του προχωρημένου flip-flop τροφοδοτείται ως είσοδος στο επόμενο flip-flop. Για παράδειγμα, η ανεστραμμένη έξοδος του τελευταίου flip-flop «Q̅n» επιστρέφεται στο πρώτο flip-flop στο μοτίβο bit ακολουθίας. Ο μετρητής καταχωρεί κύκλους σε κλειστό βρόχο, δηλαδή κυκλοφορεί εντός του κυκλώματος.

αντίθετο κύκλωμα

Εξετάστε τον μετρητή Johnson 4-bit, περιέχει 4-flip-flops, που ονομάζεται μετρητής Johnson 4-bit. Έχει προεπιλεγμένες και καθαρές καρφίτσες για να αρχικοποιήσετε ή να ξεκινήσετε και να επαναφέρετε το μετρημένο.

Η καρφίτσα επαναφοράς λειτουργεί ως διακόπτης on / off. Έτσι, τα flip-flops μπορούν να ενεργοποιηθούν κάνοντας κλικ στο διακόπτη Reset.

Ο πείρος CLK χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των αλλαγών στην έξοδο των σαγιονάρων.

Οι τυπικοί μετρητές johnson 2,3 και 4 σταδίων χρησιμοποιούνται για να διαιρέσουν τη συχνότητα των σημάτων ρολογιού με τη βοήθεια διαφορετικών συνδέσεων ανατροφοδότησης. Για παράδειγμα, ένας μετρητής johnson 3 σταδίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων 3 φάσεων και 120 μοιρών. Ο μετρητής Johnson 5 σταδίων χρησιμοποιείται ως σύγχρονος μετρητής δεκαετίας (CD4017) ή κύκλωμα διαχωριστή. Τα 2-στάδια λειτουργούν ως ταλαντωτής τετραπλού ή γεννήτρια που παράγει μεμονωμένα σήματα εξόδου 90 μοιρών το καθένα σχετικά με το σήμα εισόδου.

Πίνακας αλήθειας

Σκεφτείτε τον πίνακα αλήθειας του μετρητή Johnson 3-bit. Η έξοδος του συνεχούς flip-flop συνδέεται ως η είσοδος του επόμενου flip-flop. Το σήμα ρολογιού (CLK) χρησιμοποιείται για να γνωρίζει τις αλλαγές στην έξοδο. Περιέχει 3 flip-flops, Q0, Q1, Q2 είναι οι έξοδοι των flip-flops. Ο μετρητής μετρά την κατάσταση των κύκλων σε έναν συνεχή κλειστό βρόχο.

κατάσταση	Ε0	Ε1	Ε2
0	0	0	0
1	1	0	0
δύο	1	1	0
3	1	1	1
4	0	1	1
5	0	0	1

Η είσοδος D είναι λίγο πριν από την άνοδο του ρολογιού (CLK), που υποδηλώνεται ως Q0.

Όταν εμφανίζεται το άκρο CLK, η έξοδος Q1 είναι η τιμή του Q0.

Όταν δεν υπάρχει παλμός ρολογιού (0), η έξοδος του μετρητή είναι 000.

Όταν CLK = 1, η έξοδος του μετρητή είναι 100.

Όταν CLK = 2, η έξοδος του μετρητή είναι 110.

Όταν CLK = 3, η έξοδος του μετρητή είναι 111.

Όταν CLK = 4, η έξοδος του μετρητή είναι 011.

“τι είναι το αδιέξοδο στο λειτουργικό σύστημα ”

Όταν CLK = 5, η έξοδος του μετρητή είναι 001.

Το MOD του μετρητή johnson 3-bit είναι 6. Ως εκ τούτου, υπάρχουν 6 μοναδικοί αριθμοί καταστάσεων. Η πλήρης διαδικασία βρίσκεται στο μοτίβο bit ακολουθίας.

Johnson Counter Verilog Code

Αν τα bits ή τα flip-flops είναι «n», τότε ο μετρητής johnson μετράει 2n γεγονότα ή καταστάσεις ή κύκλους.

Ο κωδικός verilog HDL του μετρητή Johnson 3-bit φαίνεται παρακάτω,

/////// Verilog Code Johnson

module johnson_counter (έξω, επαναφορά, clk)

είσοδος clk, επαναφορά

έξοδος [3: 0]

reg [3: 0] q

πάντα @ (posedge clk)

να αρχίσει

εάν (επαναφορά)

q = 4'0

αλλού

να αρχίσει
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

q [0]<=(~q[3])
τέλος

τέλος

εκχώρηση = q

endmodule

//////Τέλος////

Μετρητής Johnson 4-bit

Ο μετρητής 4-bit johnson περιέχει 4 D σαγιονάρες και μετρά 8 κύκλους αριθ. Η ανεστραμμένη έξοδος του τελευταίου flip-flop τροφοδοτείται ως είσοδος στο πρώτο flip-flop.

Από το σχήμα, το ABCD είναι οι έξοδοι του flip-flop στο μοτίβο 4-bit.
Η τιμή εισόδου του «D» είναι η ανεστραμμένη έξοδος του τελευταίου flip-flop.
Το «CLK» χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των καταστάσεων ή των κύκλων του μετρητή, ο οποίος βρίσκεται στον κλειστό βρόχο.
Ο πείρος επαναφοράς χρησιμοποιείται ως διακόπτης on / off.
Καθώς τα δεδομένα περιστρέφονται γύρω από έναν συνεχή κλειστό βρόχο, ένας μετρητής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση διαφόρων μοτίβων ή τιμών εντός των δεδομένων.
Για παράδειγμα, όταν υπάρχει παλμός ρολογιού, το μοτίβο εξόδου των σαγιονάρων θα είναι 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
Όταν δεν υπάρχει παλμός ρολογιού, η έξοδος θα είναι 0000.

Διαφορά μεταξύ μετρητή δακτυλίου και μετρητή Johnson

Η διαφορά μεταξύ του μετρητή δακτυλίου και του μετρητή johnson είναι ότι η έξοδος μετατροπέα του τελευταίου flip-flop συνδέεται ξανά ως είσοδος στο πρώτο flip-flop.

Σε μετρητή δακτυλίου, οι παλμοί ρολογιού εισόδου αριθ. Που δίδονται στα σαγιονάρες είναι ίσοι με τα στάδια Νο. Αυτό σημαίνει ότι το MOD του μετρητή δακτυλίου n-bit είναι «n».

Στον μετρητή του johnson, οι παλμοί ρολογιού εισόδου αριθ. Διαιρούνται με συντελεστή δύο φορές ίσο με τα στάδια Νο. Αυτό σημαίνει ότι το MOD του μετρητή johnson n-bit είναι «2n».

Πλεονεκτήματα / μειονεκτήματα του Johnson Counter

Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

Πλεονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα είναι

Ο μετρητής johnson μετράει τα στάδια Νο. Δύο φορές ίσο με τους παλμούς ρολογιού Νο σαγιονάρες .
Μετρά τα γεγονότα σε συνεχή κλειστό βρόχο εντός του κυκλώματος.
Μπορεί να σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας flip-flops D και JK
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κύκλωμα αυτο-αποκωδικοποίησης.

Μειονεκτήματα

Τα μειονεκτήματα είναι

Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του δυαδικού αλληλουχία
Δεν χρησιμοποιεί όλα τα στάδια ίσα με τα αριθ. Των σταδίων στον μετρητή.
Χρειάζεται μόνο το ήμισυ του αριθ. Των σαγιονάρων στο μισό του αριθμού συγχρονισμού σήματα
Χρησιμοποιείται σε οποιαδήποτε ακολουθία χρονισμού.

Εφαρμογές

ο εφαρμογές του μετρητή johnson είναι

Οι μετρητές Johnson χρησιμοποιούνται ως διαιρέτες συχνότητας και αναγνωριστές προτύπων.
Χρησιμοποιείται ως σύγχρονη δεκαετία μετρητής και κύκλωμα διαχωριστή
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία πολύπλοκων μηχανών πεπερασμένης κατάστασης στο σχεδιασμό λογικής υλικού.
Ο μετρητής 3-bit johnson χρησιμοποιείται ως γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων 3 φάσεων για την παραγωγή μετατόπισης φάσης 120 βαθμών
Η συχνότητα του σήματος ρολογιού διαιρείται μεταβάλλοντας τα σχόλιά τους.

Συχνές ερωτήσεις

1). Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του μετρητή δακτυλίου και του μετρητή Johnson;

Το MOD του μετρητή δαχτυλιδιών n-bit είναι «n» ενώ το MOD του μετρητή n-bit Johnson είναι «2n».

2). Τι είναι το D flip flop;

Το D-FLIP FLOP καλείται επίσης ως ρολόι με ρολόι ή καθυστέρηση, το οποίο παρακολουθεί την είσοδο και κάνει τις μεταβάσεις ίσες με την είσοδο D.

3). Τι είναι ένας ασύγχρονος μετρητής;

Εισάγει σε ένα flip-flop και έχει τον έλεγχο των εξόδων ανεξάρτητα από τους παλμούς ρολογιού εισόδου που εφαρμόζονται.

4). Ποιος είναι ο σκοπός ενός πίνακα αλήθειας;

Ο πίνακας αλήθειας περιέχει πολλές σειρές και στήλες με λογικές μεταβλητές και συνδυασμούς για να γνωρίζετε τη λογική λειτουργία του κυκλώματος. Παρέχει όλες τις πιθανές τιμές στη λογική λειτουργία του κυκλώματος.

5). Ποια είναι η πλήρης μορφή του D flip flop;

Η πλήρης μορφή του d-flip flop είναι το Data-flip flop, το οποίο αποθηκεύει την τιμή που βρίσκεται στη γραμμή δεδομένων.

Αυτό λοιπόν αφορά τον πίνακα λειτουργίας, κυκλώματος και αλήθειας του μετρητή Johnson. Ο σκοπός του μετρητή Johnson είναι να μετρήσει ή να αποθηκεύσει τον αριθμό των συμβάντων όταν η ανεστραμμένη έξοδος δίνεται ως είσοδος στο πρώτο flip-flop και ονομάζεται επίσης ως τροποποίηση. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, 'Τι είναι ο μετρητής Johnson 8-bit;'.