Johnson Counter Nedir: Devre Şeması, Hakikat Tablosu ve Uygulamaları

Dijital elektronikte, johnson sayaçları, içinde meydana gelen olayların sayısını saklamak veya işlemek veya saymak için kullanılır. devre . Birkaç darbeyi sayan dijital ardışık mantık devrelerinden biridir. Bunlar, ek bir saat sinyaline sahip bir grup parmak arası terlik ile tasarlanmıştır. Her dijital mantık ve hesaplamada, bunlar devrede meydana gelen belirli olay veya darbeyi saymak için kullanılır ve ayrıca tasarıma bağlı olarak belirli bir sırayı veya herhangi bir rastgele sırayı izler. Senkron gibi farklı türler vardır sayaçlar , Asenkron / Dalgalanma sayaçları, Yukarı / Aşağı Sayaç, Halka sayacı, Johnson sayacı, On yıl sayacı, Modül sayacı, Kademeli sayaç

Johnson Counter nedir?

Tanım: Aynı zamanda değiştirilmiş bir halka olarak da bilinir sayaç . Son flip-floptan ters çevrilmiş çıkışın ilk flip-flopun girişine bağlandığı bir grup flip-flop ile tasarlanmıştır. Genellikle, D parmak arası terlikler veya JK parmak arası terlikler kullanılarak gerçekleştirilir. Ters geribildirim sayacı veya bükülmüş halka sayacı olarak da bilinir. Bu, bit desenlerinin sırasını takip eder. Halka sayacı ile karşılaştırıldığında, parmak arası terlik sayısının yalnızca yarısını kullanır. Dolayısıyla, n tane flip-flop varsa MOD 2n olacaktır.

Devre şeması

johnson sayacı devre şeması 'n' nin basamaklı düzenlemesidir parmak arası terlik . Bu tür bir tasarımda, ilerleyen flip-flopun çıktısı, bir sonraki flip-flop'a girdi olarak geri beslenir. Örneğin, son flip-flop 'Q̅n' in ters çevrilmiş çıkışı, sekans bit modelindeki ilk flip-flop'a geri beslenir. Sayaç kayıtları kapalı bir döngüde döngü yapar, yani devre içinde dolaşır.

karşı devre

4-bit Johnson sayacını düşünün, 4-bit Johnson sayacı olarak adlandırılan 4 D flip-floplar içerir. Sayılanları başlatmak veya başlatmak ve sıfırlamak için önceden ayarlanmış ve temiz pimlere sahiptir.

Sıfırlama pimi, bir açma / kapama anahtarı görevi görür. Bu nedenle, parmak arası terlikler Sıfırla düğmesi tıklanarak etkinleştirilebilir.

CLK pini, flip-flopların çıkışındaki değişiklikleri gözlemlemek için kullanılır.

Standart 2,3 ve 4 aşamalı johnson sayaçları, değişen geri besleme bağlantıları yardımıyla saat sinyallerinin frekansını bölmek için kullanılır. Örneğin, 3 aşamalı bir johnson sayacı, 3 fazlı ve 120 derece faz kaydırmalı kare dalga üreteci olarak kullanılabilir. 5 aşamalı Johnson sayacı, senkronize on yıl sayacı (CD4017) veya bölücü devre olarak kullanılır. 2 aşamalı, her biri giriş sinyaliyle ilgili olarak 90 derecelik ayrı çıkış sinyalleri üreten bir karesel osilatör veya jeneratör görevi görür.

Doğruluk şeması

3 bitlik Johnson sayacının doğruluk tablosunu düşünün. Devam eden flip-flopun çıkışı, bir sonraki flip-flopun girişi olarak bağlanır. Saat sinyali (CLK), çıkıştaki değişiklikleri bilmek için kullanılır. 3 flip-flop içerir, Q0, Q1, Q2 flip-flopların çıktılarıdır. Sayaç, sürekli bir kapalı döngüdeki döngülerin durumunu sayar.

D girişi, Q0 olarak gösterilen saatin yükselen kenarından (CLK) hemen öncedir.

CLK yükselen kenarı oluştuğunda, Q1 çıkışı Q0'ın değeridir.

Saat darbesi (0) olmadığında, sayacın çıkışı 000'dir.

CLK = 1 olduğunda, sayacın çıkışı 100'dür.

CLK = 2 olduğunda, sayacın çıkışı 110'dur.

CLK = 3 olduğunda, sayacın çıkışı 111'dir.

CLK = 4 olduğunda, sayacın çıkışı 011'dir.

CLK = 5 olduğunda, sayacın çıkışı 001'dir.

3-bit johnson sayacının MOD'u 6'dır. Dolayısıyla 6 benzersiz durum sayısı vardır. İşlemin tamamı sıralı bit modelindedir.

Johnson Sayacı Verilog Kodu

Bit veya flip-flop sayısı 'n' ise, johnson sayacı 2n olaylarını veya durumları veya döngüleri sayar.

3-bit Johnson sayacının verilog HDL kodu aşağıda gösterilmiştir,

/////// Verilog Code Johnson

modül johnson_counter (out, reset, clk)

clk girişi, sıfırlama

çıktı [3: 0] çıkış

reg [3: 0] q

her zaman @ (poz clk)

başla

eğer (sıfırla)

q = 4’d0

Başka

başla
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

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

son

atama = q

son modül

//////Son////

4-bit Johnson Sayacı

4-bit johnson sayacı, 4 D flip-flop içerir ve 8 döngü sayısını sayar. Son flip-flopun ters çevrilmiş çıkışı, ilk flip-flop'a girdi olarak geri beslenir.

• Şekilden ABCD, 4-bit modeldeki flip-flopun çıktılarıdır.
• 'D' nin giriş değeri, son flip-flopun ters çevrilmiş çıktısıdır.
• 'CLK', kapalı döngüdeki sayacın durumlarını veya döngülerini saymak için kullanılır.
• Sıfırlama pimi, açma / kapama anahtarı olarak kullanılır.
• Veriler sürekli bir kapalı döngü etrafında döneceğinden, verilerdeki çeşitli kalıpları veya değerleri tespit etmek için bir sayaç da kullanılabilir.
• Örneğin, bir saat darbesi olduğunda, parmak arası terliklerin çıkış modeli 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001 olacaktır.
• Saat darbesi olmadığında, çıkış 0000 olacaktır.

Halka Sayacı ve Johnson Sayacı Arasındaki Fark

Halka sayacı ile johnson sayacı arasındaki fark, son flip-flopun invertör çıkışının ilk flip-flop'a giriş olarak geri bağlanmasıdır.

Halka içi sayaç, flip-floplara verilen giriş saat darbelerinin sayısı, kademe sayısına eşittir. Bu, n-bit halka sayacının MOD'unun 'n' olduğu anlamına gelir.

Johnson'ın sayacında, giriş saati darbelerinin sayısı, aşama sayılarının iki katına eşit bir faktöre bölünür. Bu, n-bit johnson sayacının MOD'unun '2n' olduğu anlamına gelir.

Johnson Counter'ın Avantajları / Dezavantajları

Avantajlar ve dezavantajlar aşağıdakileri içerir.

Avantajları

Avantajlar

• Johnson sayacı, aşama sayısını, verilen saat darbelerinin sayısına eşit olarak iki kez sayar. parmak arası terlik .
• Olayları devre içinde sürekli bir kapalı döngü içinde sayar.
• D ve JK parmak arası terlikler kullanılarak tasarlanabilir.
• Kendi kendine kod çözme devresi olarak kullanılabilir.

Dezavantajları

Dezavantajları

• İkili saymak için kullanılamaz sıra
• Sayaçtaki kademe sayısı kadar tüm aşamaları kullanmaz.
• Zamanlamanın yarısında parmak arası terlik sayısının sadece yarısına ihtiyacı var. sinyaller
• Herhangi bir zamanlama dizisinde kullanılır.

Uygulamalar

johnson sayacının uygulamaları vardır

• Johnson sayaçları, frekans bölücüler ve kalıp tanıyıcılar olarak kullanılır.
• Senkron on yıl olarak kullanılır sayaç ve bölücü devre
• Donanım mantık tasarımında karmaşık sonlu durum makineleri oluşturmak için kullanılabilir.
• 3-bit johnson sayacı, 120 derece faz kayması üretmek için 3 fazlı kare dalga üreteci olarak kullanılır.
• Saat sinyalinin frekansı, geri bildirimlerini değiştirerek bölünür.

SSS

1). Halka sayacı ile Johnson sayacı arasındaki fark nedir?

N-bit halka sayacının MOD'u 'n' iken n-bit Johnson sayacının MOD'u '2n' dir.

2). D flip flop nedir?

D-FLIP FLOP, girişi izleyen ve geçişleri D girişine eşit yapan, saat ayarlı flip-flop veya gecikmeli flip-flop olarak da adlandırılır.

3). Eşzamansız sayaç nedir?

Bir flip-flopta giriş yapar ve uygulanan giriş saati darbelerinden bağımsız olarak çıkışlar üzerinde kontrole sahiptir.

4). Doğruluk tablosunun amacı nedir?

Doğruluk tablosu, devrenin mantıksal işleyişini bilmek için mantıksal değişkenler ve kombinasyonlar içeren birkaç satır ve sütun içerir. Devrenin mantıksal işlevindeki tüm olası değerleri sağlar.

5). D flip flop'un tam formu nedir?

D-flip flop'un tam formu, veri hattındaki değeri saklayan Data-flip flop'tur.

Dolayısıyla bu tamamen Johnson sayacının çalışma, devre ve doğruluk tablosu ile ilgili. Johnson sayacının amacı, tersine çevrilmiş çıktı ilk flip-flop'a girdi olarak verildiğinde ve aynı zamanda değiştirme olarak adlandırıldığında olayların sayısını saymak veya saklamaktır. İşte size bir soru: “8-bit Johnson Counter nedir?”.