Trong điện tử kỹ thuật số, bộ đếm johnson được sử dụng để lưu trữ hoặc xử lý hoặc đếm số lượng sự kiện xảy ra trong mạch điện . Nó là một trong những mạch logic tuần tự kỹ thuật số đếm một số xung. Chúng được thiết kế với một nhóm dép xỏ ngón có thêm tín hiệu đồng hồ. Trong mọi tính toán và logic kỹ thuật số, chúng được sử dụng để đếm sự kiện hoặc xung cụ thể xảy ra trong mạch và cũng tuân theo một chuỗi nhất định hoặc bất kỳ chuỗi ngẫu nhiên nào dựa trên thiết kế. Có nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như Đồng bộ quầy giao dịch , Bộ đếm không đồng bộ / Ripple, Bộ đếm lên / xuống, Bộ đếm vòng, Bộ đếm Johnson, Bộ đếm thập kỷ, Bộ đếm mô-đun, Bộ đếm Cascaded

Johnson Counter là gì?

Định nghĩa: Nó còn được gọi là vòng sửa đổi quầy tính tiền . Nó được thiết kế với một nhóm flip-flop, nơi đầu ra đảo ngược từ flip-flop cuối cùng được kết nối với đầu vào của flip-flop đầu tiên. Nói chung, nó được thực hiện bằng cách sử dụng dép xỏ ngón D hoặc dép xỏ ngón JK. Nó còn được gọi là bộ đếm phản hồi ngược hoặc bộ đếm vòng xoắn. Điều này tuân theo chuỗi các mẫu bit. Khi so sánh với bộ đếm vòng, nó chỉ sử dụng một nửa số lượng dép xỏ ngón. Vì vậy, MOD sẽ là 2n, nếu có n lần lật.

Sơ đồ mạch

Các sơ đồ mạch đếm johnson là sự sắp xếp theo tầng của ‘n’ dép tông . Trong thiết kế như vậy, đầu ra của lật tiếp theo được đưa trở lại làm đầu vào cho lật tiếp theo. Ví dụ: đầu ra đảo ngược của lật cuối cùng ‘Q̅n’ được đưa trở lại lật đầu tiên trong mẫu bit trình tự. Bộ đếm ghi lại các chu kỳ trong một vòng kín, tức là tuần hoàn trong mạch.

mạch ngược

Hãy xem xét bộ đếm 4-bit Johnson, nó chứa 4 bước lật D, được gọi là bộ đếm Johnson 4-bit. Nó có các chân cài sẵn và rõ ràng để khởi tạo hoặc bắt đầu và đặt lại số đếm.

Reset pin hoạt động như một công tắc bật / tắt. Vì vậy, có thể bật flip-flops bằng cách nhấp vào công tắc Đặt lại.

Chân CLK được sử dụng để quan sát những thay đổi trong đầu ra của flip-flops.

Bộ đếm johnson tiêu chuẩn 2,3 và 4 giai đoạn được sử dụng để phân chia tần số của tín hiệu đồng hồ với sự trợ giúp của các kết nối phản hồi khác nhau. Ví dụ, một bộ đếm johnson 3 giai đoạn có thể được sử dụng như một bộ tạo sóng vuông lệch pha 3 pha và 120 độ. Bộ đếm Johnson 5 tầng được sử dụng làm bộ đếm thập kỷ đồng bộ (CD4017) hoặc mạch chia. 2-giai đoạn hoạt động như một bộ tạo dao động vuông góc hoặc máy phát tạo ra các tín hiệu đầu ra riêng lẻ 90 độ liên quan đến tín hiệu đầu vào.

Bảng sự thật

Hãy xem xét bảng chân trị của bộ đếm Johnson 3-bit. Đầu ra của ô lật tiếp theo được kết nối với tư cách là đầu vào của ô lật tiếp theo. Tín hiệu đồng hồ (CLK) được sử dụng để biết những thay đổi trong đầu ra. Nó chứa 3 flip-flops, Q0, Q1, Q2 là đầu ra của flip-flops. Bộ đếm đếm trạng thái của các chu kỳ trong một vòng khép kín liên tục.

Tiểu bang	Q0	Q1	Quý 2
0	0	0	0
1	1	0	0
hai	1	1	0
3	1	1	1
4	0	1	1
5	0	0	1

Đầu vào D nằm ngay trước cạnh lên của đồng hồ (CLK), được ký hiệu là Q0.

Khi cạnh tăng CLK xảy ra, sản lượng Q1 là giá trị của Q0.

Khi không có xung clock (0), ngõ ra của bộ đếm là 000.

Khi CLK = 1, đầu ra của bộ đếm là 100.

Khi CLK = 2, đầu ra của bộ đếm là 110.

Khi CLK = 3, đầu ra của bộ đếm là 111.

Khi CLK = 4, đầu ra của bộ đếm là 011.

“cách sử dụng bộ hẹn giờ 555 ”

Khi CLK = 5, đầu ra của bộ đếm là 001.

MOD của bộ đếm johnson 3 bit là 6. Do đó có 6 số trạng thái đơn lẻ. Quá trình hoàn chỉnh là trong mẫu bit trình tự.

Mã xác minh bộ đếm của Johnson

Nếu bit no.of hoặc flip-flops là ‘n’, thì bộ đếm johnson không đếm 2n sự kiện hoặc trạng thái hoặc chu kỳ.

Mã HDL Verilog của bộ đếm Johnson 3 bit được hiển thị bên dưới,

/////// Mã Verilog Johnson

module johnson_counter (out, reset, clk)

đầu vào clk, đặt lại

đầu ra [3: 0] ra

reg [3: 0] q

always @ (posedge clk)

bắt đầu

nếu (đặt lại)

q = 4’d0

khác

bắt đầu
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

q [0]<=(~q[3])
kết thúc

kết thúc

phân công = q

endmodule

//////Kết thúc////

Bộ đếm Johnson 4 bit

Bộ đếm johnson 4 bit chứa 4 flip-flops D và nó đếm 8 số chu kỳ. Đầu ra đảo ngược của ván lật cuối cùng được đưa trở lại làm đầu vào cho ván lật đầu tiên.

Từ hình bên, ABCD là đầu ra của flip-flop trong mẫu 4 bit.
Giá trị đầu vào của ‘D’ là đầu ra đảo ngược của lần lật cuối cùng.
‘CLK’ được sử dụng để đếm các trạng thái hoặc chu kỳ của bộ đếm, nó nằm trong vòng lặp đóng.
Chân đặt lại được sử dụng làm công tắc bật / tắt.
Vì dữ liệu sẽ xoay quanh một vòng khép kín liên tục, nên một bộ đếm cũng có thể được sử dụng để phát hiện các mẫu hoặc giá trị khác nhau trong dữ liệu.
Ví dụ: khi có xung đồng hồ, mẫu đầu ra của flip-flops sẽ là 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
Khi không có xung clock, đầu ra sẽ là 0000.

Sự khác biệt giữa bộ đếm vòng và bộ đếm Johnson

Sự khác biệt giữa bộ đếm vòng và bộ đếm johnson là, đầu ra biến tần của bộ lật cuối cùng được kết nối trở lại làm đầu vào cho bộ đếm lật đầu tiên.

Bộ đếm trong vòng, xung đồng hồ đầu vào no.of được cung cấp cho flip-flop bằng với các giai đoạn no. Của. Điều đó có nghĩa là MOD của bộ đếm vòng n bit là ‘n’.

Trong bộ đếm của johnson, xung đồng hồ đầu vào no.of chia cho hệ số hai lần bằng các giai đoạn no.of. Điều đó có nghĩa là MOD của bộ đếm johnson n-bit là ‘2n’.

Ưu điểm / Nhược điểm của Máy đếm Johnson

Những lợi thế và bất lợi bao gồm những điều sau đây.

Ưu điểm

Những ưu điểm là

Bộ đếm johnson đếm các giai đoạn no.of hai lần bằng với xung clock no.of được cấp cho dép tông .
Nó đếm các sự kiện trong một vòng khép kín liên tục trong mạch.
Nó có thể được thiết kế bằng cách sử dụng dép xỏ ngón D và JK
Nó có thể được sử dụng như một mạch tự giải mã.

Nhược điểm

Những bất lợi là

Nó không thể được sử dụng để đếm số nhị phân sự nối tiếp
Nó không sử dụng tất cả các giai đoạn bằng với các giai đoạn không có trong quầy.
Nó chỉ cần một nửa số lần xỏ ngón trên một nửa số thời gian tín hiệu
Nó được sử dụng trong bất kỳ trình tự thời gian nào.

Các ứng dụng

Các ứng dụng của quầy johnson Chúng tôi

Bộ đếm Johnson được sử dụng như bộ phân tần và bộ nhận dạng mẫu.
Nó được sử dụng như một thập kỷ đồng bộ quầy tính tiền và mạch chia
Nó có thể được sử dụng để tạo các máy trạng thái hữu hạn phức tạp trong thiết kế logic phần cứng.
Bộ đếm johnson 3 bit được sử dụng làm bộ tạo sóng vuông 3 pha để tạo ra dịch pha 120 độ
Tần số của tín hiệu đồng hồ được chia bằng cách thay đổi phản hồi của chúng.

Câu hỏi thường gặp

1). Sự khác biệt giữa bộ đếm vòng và bộ đếm Johnson là gì?

MOD của bộ đếm vòng n-bit là ‘n’ trong khi MOD của bộ đếm n-bit Johnson là ‘2n’.

2). D flip flop là gì?

D-FLIP FLOP còn được gọi là flip-flop có xung nhịp hoặc flip-flop trễ, theo dõi đầu vào và làm cho quá trình chuyển đổi bằng với đầu vào D.

3). Bộ đếm không đồng bộ là gì?

Nó đầu vào trên một flip-flop và có quyền kiểm soát các đầu ra bất kể xung clock đầu vào được áp dụng.

4). Mục đích của bảng sự thật là gì?

Bảng sự thật chứa một số hàng và cột với các biến và tổ hợp logic để biết hoạt động logic của mạch. Nó cung cấp tất cả các giá trị có thể có trong hàm logic của mạch.

5). Dạng đầy đủ của D flip flop là gì?

Dạng đầy đủ của d-flip flop là Data-flip flop, lưu trữ giá trị nằm trên dòng dữ liệu.

Vì vậy, đây là tất cả về hoạt động, mạch và bảng sự thật của bộ đếm Johnson. Mục đích của bộ đếm Johnson là đếm hoặc lưu trữ số lượng sự kiện khi đầu ra đảo ngược được đưa ra làm đầu vào cho lần lật đầu tiên và còn được gọi là sửa đổi. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, “Bộ đếm 8-bit Johnson là gì?”.