Mi az a Johnson számláló?

Egy Johnson számláló, más néven egy csavart gyűrű számláló vagy A sétáló gyűrű pult , egy olyan típusú szinkron szekvenciális logikai áramkör, amely egyedi kimeneti állapotokat állít elő. Itt van a legfontosabb jellemzők bontása és annak működése:

Legfontosabb jellemzők:

* Shift Register visszajelzéssel: Alapvetően egy műszak -regiszter, amelynek utolsó output bitje van vissza az első bemenethez, de a visszajelzésre alkalmazott inverzióval.

* ciklikus szekvencia: A kimeneti állapotok ciklikus szekvenciát képeznek, azaz bizonyos számú óraciklus után megismétlődik.

* önindítás: Más számlálóáramkörökkel ellentétben a Johnson számláló nem igényel konkrét kezdeti állapotot; Önmagában indítja el, és elkezdi létrehozni egyedi sorozatát.

* Számhossz: A szekvenciában szereplő egyedi állapotok száma a pulton lévő flip-flopok számának fele. Például egy 4 bites Johnson számláló 8 egyedi állapotot hoz létre (2^4/2).

Hogyan működik:

1. Kezdeti állapot: A számláló önkényes állapotban kezdődik. Tegyük fel, hogy az összes flip-flop kezdetben visszaállít (minden nulla).

2. Óraimpulzus: Az első óraimpulzuson az adatok jobbra váltanak, az utolsó (fordított) bit vissza az első flip-flop-hoz. Ez megfordítja az első flip-flop értékét.

3. váltás és inverzió: A későbbi óraimpulzusok továbbra is az adatokat mozgatják, és a visszacsatolási hurok folyamatosan megfordítja az első flip-flop kimenetet.

4. Egyedi állapotok: Ez a váltási és inverziós folyamat egyedi állapotszekvenciát generál. Egy 4 bites Johnson számláló esetében a sorrend:

`` `

0000 -> 1000 -> 1100 -> 1110 -> 1111 -> 0111 -> 0011 -> 0001 -> 0000 ...

`` `

alkalmazások:

A Johnson számlálókat különféle digitális alkalmazásokban használják, ideértve a következőket is:

* Frekvenciaosztály: Használhatók az órajel frekvenciájának felosztására olyan tényezővel, amely megegyezik a pultban lévő flip-flopok számával.

* Digitális vezérlő rendszerek: Készíthetnek időzítési szekvenciákat a különféle digitális műveletek ellenőrzésére.

* hullámforma generáció: Készíthetnek négyszöghullámú kimeneteket specifikus üzemi ciklusokkal és impulzusszélességgel.

* Adatkonverzió: Használhatók analóg-digitális konverterekben az időzítési jelek biztosításához.

Előnyök:

* Egyszerűség: Más számlálótípusokhoz képest a Johnson számlálók kevesebb logikai kapukat igényelnek.

* önindítás: Nem igényelnek konkrét kezdeti állapotot, megkönnyítve őket.

* rugalmas: Könnyen módosíthatók különböző szekvenciák előállításához.

Hátrányok:

* Korlátozott számlálási tartomány: A gróf hossza mindig fele a flip-flopok számának.

* Kimeneti értelmezés: Lehet, hogy a kimeneti sorrend nem egyértelmű bináris szám.

A sorozat megértése és a visszacsatoló hurok működése elengedhetetlen a Johnson -számlálók hatékony felhasználásához különböző digitális alkalmazásokban.