📜  数字逻辑中的 n 位约翰逊计数器

📅  最后修改于: 2021-09-28 10:17:21             🧑  作者: Mango

先决条件 – 计数器

约翰逊计数器又称爬行计数器,是同步计数器的一个例子。在约翰逊计数器中,最后一个触发器的互补输出连接到第一个触发器的输入,为了实现 n 位约翰逊计数器,我们需要 n 个触发器。它是最重要的移位寄存器计数器类型之一。它是由输出反馈到自己的输入而形成的。约翰逊计数器是一个带反相的环。约翰逊计数器的别称是:爬行计数器、扭环计数器、行走计数器、移动计数器和开关尾计数器。

例子:
如果 n=4
4 位约翰逊计数器

最初,假设所有触发器都被复位。

11

真值表:

22

在哪里,
CP 是时钟脉冲和
Q1、Q2、Q3、Q4 是状态。

问题:确定 4 位约翰逊计数器中已使用和未使用状态的总数。

答案:使用状态总数= 2*n
= 2*4
= 8
未使用状态的总数= 2 n – 2*n
= 2 4 -2*4
= 8
一切都有一些优点和缺点。
约翰逊计数器的优点:

  • Johnson 计数器具有相同数量的触发器,但它可以计数环形计数器可以计数的状态数量的两倍。
  • 它可以使用 D 和 JK 触发器来实现。
  • Johnson 环形计数器用于对连续循环中的数据进行计数。
  • 约翰逊计数器是一种自解码电路。

约翰逊计数器的缺点:

  • 约翰逊计数器不以二进制序列计数。
  • 在约翰逊计数器中,未使用的状态数多于正在使用的状态数。
  • 所需的触发器数量是时序信号数量的二分之一。
  • 它可以构建为任意数量的时序。

约翰逊计数器的应用:

  • Johnson 计数器用作同步十进制计数器或分频器电路。
  • 它用于硬件逻辑设计以创建复杂的有限状态机。例如:ASIC 和 FPGA 设计。
  • 3 级约翰逊计数器用作产生 1200 相移的 3 相方波发生器。
  • 它用于通过改变反馈来划分时钟信号的频率。