¿Qué es el contador Johnson: diagrama de circuito, tabla de verdad y sus aplicaciones?

En electrónica digital, los contadores johnson se utilizan para almacenar o procesar o contar el número de eventos ocurridos dentro del circuito . Es uno de los circuitos lógicos secuenciales digitales que cuentan varios pulsos. Estos están diseñados con un grupo de flip-flops con una señal de reloj adicional. En toda lógica y computación digital, estos se utilizan para contar el evento o pulso específico que ocurre en el circuito y también sigue una cierta secuencia o cualquier secuencia aleatoria basada en el diseño. Hay diferentes tipos, como Sincrónico contadores , Contadores asincrónicos / de ondulación, Contador ascendente / descendente, Contador de anillo, Contador Johnson, Contador de décadas, Contador de módulo, Contador en cascada

¿Qué es Johnson Counter?

Definición: También se conoce como anillo modificado. encimera . Está diseñado con un grupo de flip-flops, donde la salida invertida del último flip-flop se conecta a la entrada del primer flip-flop. Generalmente, se implementa utilizando flip-flops D o flip-flops JK. También se conoce como contador de retroalimentación inversa o contador de anillo retorcido. Esto sigue la secuencia de patrones de bits. En comparación con el contador de anillo, usa solo la mitad del número de chanclas. Entonces, el MOD será 2n, si hay n flip-flops.

Diagrama de circuito

los diagrama de circuito del contador johnson es la disposición en cascada de 'n' chancletas . En tal diseño, la salida del flip-flop en curso se retroalimenta como entrada al siguiente flip-flop. Por ejemplo, la salida invertida del último flip-flop 'Q̅n' se retroalimenta al primer flip-flop en el patrón de bits de secuencia. El contador registra ciclos en un circuito cerrado, es decir, circula dentro del circuito.

contracircuito

Considere el contador Johnson de 4 bits, contiene flip-flops 4 D, que se llama contador Johnson de 4 bits. Tiene pines preestablecidos y claros para inicializar o iniciar y resetear el contado.

El pin de reinicio actúa como un interruptor de encendido / apagado. Por lo tanto, los flip-flops se pueden habilitar haciendo clic en el interruptor Restablecer.

El pin CLK se usa para observar los cambios en la salida de los flip-flops.

Los contadores johnson estándar de 2,3 y 4 etapas se utilizan para dividir la frecuencia de las señales de reloj con la ayuda de diferentes conexiones de retroalimentación. Por ejemplo, un contador Johnson de 3 etapas se puede utilizar como un generador de onda cuadrada de cambio de fase de 120 grados y 3 fases. El contador Johnson de 5 etapas se utiliza como contador de décadas síncrono (CD4017) o circuito divisor. Las 2 etapas actúan como un oscilador o generador en cuadratura que produce señales de salida individuales de 90 grados cada una con respecto a la señal de entrada.

Mesa de la verdad

Considere la tabla de verdad del contador Johnson de 3 bits. La salida del flip-flop en curso se conecta como la entrada del siguiente flip-flop. La señal de reloj (CLK) se usa para conocer los cambios en la salida. Contiene 3 flip-flops, Q0, Q1, Q2 son las salidas de los flip-flops. El contador cuenta el estado de los ciclos en un circuito cerrado continuo.

La entrada D está justo antes del flanco ascendente del reloj (CLK), denotado como Q0.

Cuando se produce el flanco ascendente CLK, la salida Q1 es el valor de Q0.

Cuando no hay pulso de reloj (0), la salida del contador es 000.

Cuando CLK = 1, la salida del contador es 100.

Cuando CLK = 2, la salida del contador es 110.

Cuando CLK = 3, la salida del contador es 111.

Cuando CLK = 4, la salida del contador es 011.

Cuando CLK = 5, la salida del contador es 001.

La MOD del contador Johnson de 3 bits es 6. Por lo tanto, hay 6 números únicos de estados. El proceso completo está en el patrón de bits de secuencia.

Código Johnson Counter Verilog

Si el número de bits o flip-flops es 'n', entonces el contador de Johnson cuenta 2n eventos, estados o ciclos.

El código Verilog HDL del contador Johnson de 3 bits se muestra a continuación,

/////// Verilog Code Johnson

módulo johnson_counter (salida, reinicio, clk)

entrada clk, reiniciar

salida [3: 0] fuera

reg [3: 0] q

siempre @ (posedge clk)

comenzar

si (reiniciar)

q = 4’d0

demás

comenzar
q[3]<=q[2]

q[2]<=q[1]

q[1]<=q[0]

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

fin

asignar fuera = q

endmodule

//////Fin////

Contador Johnson de 4 bits

El contador Johnson de 4 bits contiene 4 flip-flops D y cuenta 8 no. De ciclos. La salida invertida del último flip-flop se retroalimenta como entrada al primer flip-flop.

• En la figura, ABCD son las salidas del flip-flop en el patrón de 4 bits.
• El valor de entrada de 'D' es la salida invertida del último flip-flop.
• El 'CLK' se utiliza para contar los estados o ciclos del contador, que está en circuito cerrado.
• El pin de reinicio se utiliza como interruptor de encendido / apagado.
• Como los datos girarán alrededor de un bucle cerrado continuo, también se puede usar un contador para detectar varios patrones o valores dentro de los datos.
• Por ejemplo, cuando hay un pulso de reloj, el patrón de salida de los flip-flops sería 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
• Cuando no hay pulso de reloj, la salida será 0000.

Diferencia entre el contador de anillo y el contador Johnson

La diferencia entre el contador de anillo y el contador johnson es que la salida del inversor del último flip-flop se conecta de nuevo como entrada al primer flip-flop.

Contador en anillo, el número de pulsos de reloj de entrada dados a los flip-flops es igual al número de etapas. Eso significa que la MOD del contador de anillo de n bits es 'n'.

En el contador de Johnson, el número de pulsos de reloj de entrada se divide por un factor de dos veces igual al número de etapas. Eso significa que la MOD del contador Johnson de n bits es '2n'.

Ventajas / desventajas del contador Johnson

Las ventajas y desventajas incluyen las siguientes.

Ventajas

Las ventajas son

• El contador johnson cuenta el número de etapas dos veces igual al número de pulsos de reloj dados al chancletas .
• Cuenta los eventos en un circuito cerrado continuo dentro del circuito.
• Se puede diseñar usando chanclas D y JK
• Se puede utilizar como circuito de autodescodificación.

Desventajas

Las desventajas son

• No se puede usar para contar el binario secuencia
• No utiliza todas las etapas igual al número de etapas en el contador.
• Solo necesita la mitad del número de chanclas en la mitad del número de sincronización señales
• Se utiliza en cualquier secuencia de tiempo.

Aplicaciones

los aplicaciones del contador johnson son

• Los contadores de Johnson se utilizan como divisores de frecuencia y reconocedores de patrones.
• Se utiliza como década sincrónica. encimera y circuito divisor
• Se puede utilizar para crear complicadas máquinas de estados finitos en diseño lógico de hardware.
• El contador johnson de 3 bits se utiliza como un generador de onda cuadrada trifásica para producir un cambio de fase de 120 grados
• La frecuencia de la señal del reloj se divide variando su realimentación.

Preguntas frecuentes

1). ¿Cuál es la diferencia entre el contador de anillo y el contador de Johnson?

El MOD del contador de anillo de n bits es 'n' mientras que el MOD del contador de Johnson de n bits es '2n'.

2). ¿Qué es el flip flop D?

El D-FLIP FLOP también se denomina flip-flop sincronizado o flip-flop de retardo, que rastrea la entrada y hace que las transiciones sean iguales a la entrada D.

3). ¿Qué es un contador asíncrono?

Entra en un flip-flop y tiene control sobre las salidas independientemente de los pulsos de reloj de entrada aplicados.

4). ¿Cuál es el propósito de una tabla de verdad?

La tabla de verdad contiene varias filas y columnas con variables lógicas y combinaciones para conocer el funcionamiento lógico del circuito. Proporciona todos los valores posibles en la función lógica del circuito.

5). ¿Cuál es la forma completa de flip flop D?

La forma completa del d-flip flop es Data-flip flop, que almacena el valor que está en la línea de datos.

Por lo tanto, se trata de la tabla de trabajo, circuito y verdad del contador de Johnson. El propósito del contador de Johnson es contar o almacenar el número de eventos cuando la salida invertida se da como entrada al primer flip-flop y también se llama modificar. Aquí hay una pregunta para usted, '¿Qué es el contador Johnson de 8 bits?'.