באלקטרוניקה דיגיטלית, דלפקי ג'ונסון משמשים לאחסון או עיבוד או ספירת מספר האירועים שהתרחשו בתוך מעגל חשמלי . זהו אחד ממעגלי ההיגיון הרציפים הדיגיטליים הסופרים מספר פעימות. אלה מעוצבים עם קבוצת כפכפים עם אות שעון נוסף. בכל לוגיקה ומחשוב דיגיטלי, אלה משמשים לספירת האירוע או הדופק הספציפי המתרחש במעגל וגם עוקבים אחר רצף מסוים או כל רצף אקראי המבוסס על העיצוב. ישנם סוגים שונים, כגון סינכרוני דלפקים , דלפקים אסינכרוניים / אדוות, דלפק למעלה / למטה, דלפק טבעת, דלפק ג'ונסון, דלפק עשור, דלפק מודולוס, דלפק מדורגים
מה זה ג'ונסון מונה?
הַגדָרָה: זה ידוע גם בשם טבעת שונה דֶלְפֵּק . הוא מתוכנן עם קבוצת כפכפים, כאשר הפלט ההפוך מהכפכף האחרון מחובר לקלט הכפכף הראשון. באופן כללי, הוא מיושם באמצעות כפכפי D או כפכפי JK. זה ידוע גם כמונה משוב הפוך או מונה טבעת מעוות. זה עוקב אחר רצף דפוסי הסיביות. בהשוואה לדלפק הטבעת, הוא משתמש רק במחצית ממספר הכפכפים. אז, ה- MOD יהיה 2n, אם יש n כפכפים.
תרשים מעגלים
ה תרשים מעגל נגד ג'ונסון הוא הסידור הנפל של 'n' כפכפים . בתכנון כזה הפלט של הכפכף ההולך מוזרק כקלט לכפכף הבא. לדוגמא, הפלט ההפוך של הכפכף האחרון 'Q̅n' מוחזר לכפכף הראשון בתבנית הסיביות של הרצף. המונה רושם מחזורים במעגל סגור כלומר מסתובב בתוך המעגל.
מעגל נגד
קחו בחשבון את מונה 4 סיביות של ג'ונסון, הוא מכיל כפכפי אצבע D, אשר נקרא דלפק ג'ונסון של 4 סיביות. יש לו סיכות מוגדרות מראש וברורות כדי לאתחל או להתחיל ולאפס את המספר.
איפוס הסיכה משמש כמתג הפעלה / כיבוי. לכן, ניתן להפעיל את הכפכפים על ידי לחיצה על מתג איפוס.
סיכת CLK משמשת לצפייה בשינויים בתפוקת הכפכפים.
מוני ג'ונסון סטנדרטיים של 2,3 ו -4 שלבים משמשים לחלוקת תדירות אותות השעון בעזרת חיבורי משוב משתנים. לדוגמא, מונה ג'ונסון בן 3 שלבים יכול לשמש כמחולל גל מרובע משולש תלת פאזי ו -120 מעלות. מונה ג'ונסון בן 5 שלבים משמש כמונה עשור סינכרוני (CD4017) או כמעגל מחלק. שלבים דו-שלביים משמשים כמתנד או גנרטור רביעי המפיק אותות פלט בודדים של 90 מעלות כל אחד הנוגע לאות הקלט.
שולחן האמת
שקול את טבלת האמת של הדלפק ג'ונסון בעל 3 הסיביות. הפלט של הכפכף ההמשך מחובר ככניסה של הכפכף הבא. אות השעון (CLK) משמש להכרת השינויים בפלט. הוא מכיל 3 כפכפים, Q0, Q1, Q2 הם התפוקות של הכפכפים. המונה סופר את מצב המחזורים בלולאה סגורה רציפה.
מדינה | Q0 | שאלה 1 | שאלה 2 |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 |
שתיים | 1 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 1 |
| 5 | 0 | 0 | 1 |
הקלט D נמצא ממש לפני קצה השעון העולה (CLK), מסומן כ- Q0.
כאשר מתרחשת הקצה העולה של CLK, הפלט Q1 הוא הערך של Q0.
כשאין דופק שעון (0), תפוקת הדלפק היא 000.
כאשר CLK = 1, תפוקת הדלפק היא 100.
כאשר CLK = 2, תפוקת הדלפק היא 110.
כאשר CLK = 3, תפוקת המונה היא 111.
כאשר CLK = 4, תפוקת המונה היא 011.
כאשר CLK = 5, פלט המונה הוא 001.
ה- MOD של מונה ג'ונסון בן 3 הסיביות הוא 6. לפיכך ישנם 6 מספרים ייחודיים של מדינות. התהליך השלם הוא בתבנית סיביות ברצף.
קוד ג'ונסון מונה ורילוג
אם מספר הביטים או הכפכפים הוא 'n', אז הרוזנת מונה ג'ונסון 2n אירועים או מצבים או מחזורים.
קוד ה- HDL של verilog של מונה ג'ונסון בעל 3 סיביות מוצג להלן,
/////// ורילוג קוד ג'ונסון
מודול johnson_counter (out, reset, clk)
קלט קלט, איפוס
פלט [3: 0] החוצה
רג [3: 0] ש
תמיד @ (posedge clk)
התחל
אם (אפס)
q = 4'd0
אַחֵר
התחל
ש [3]<=q[2]
ש [2]<=q[1]
ש [1]<=q[0]
ש [0]<=(~q[3])
סוֹף
סוֹף
להקצות = q
מודול הקצה
//////סוֹף////
מונה 4 סיביות ג'ונסון
דלפק ג'ונסון בעל 4 הסיביות מכיל 4 כפכפי אצבע והוא מונה 8 מספר מחזורים. הפלט ההפוך של הכפכף האחרון מוזרק כקלט לכפכף הראשון.
- מהאיור, ABCD הם תפוקות הכפכף בתבנית 4 סיביות.
- ערך הקלט של 'D' הוא הפלט ההפוך של הכפכף האחרון.
- ה- 'CLK' משמש לספירת המצבים או המחזורים של הדלפק, שנמצא במעגל הסגור.
- סיכת האיפוס משמשת כמתג הפעלה / כיבוי.
- מכיוון שהנתונים יסתובבו סביב לולאה סגורה רציפה, ניתן להשתמש במונה גם לאיתור דפוסים או ערכים שונים בתוך הנתונים.
- לדוגמה, כשיש דופק שעון, דפוס הפלט של הכפכפים יהיה 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
- כשאין דופק שעון, הפלט יהיה 0000.
ההבדל בין מונה טבעות למונה טבעות
ההבדל בין דלפק הטבעת לדלפק ג'ונסון הוא, שפלט המהפך של הכפכף האחרון מחובר חזרה ככניסה לכפכף הראשון.
מונה בתוך הטבעת, הפולסים של שעון הקלט המסופק לכפכפים שווים למספר השלבים. כלומר MOD של מונה הטבעת n-bit הוא 'n'.
במונה של ג'ונסון, פעימות השעון של מספר הקלט מתחלקות בגורם השווה פעמיים למספר השלבים. זה אומר ש- MOD של מונה ג'ונסון n-bit הוא '2n'.
יתרונות / חסרונות של דלפק ג'ונסון
היתרונות והחסרונות כוללים את הדברים הבאים.
יתרונות
היתרונות הם
- מונה ג'ונסון מונה את מספר השלבים פעמיים השווה למספר הפולסים של השעון הניתנים ל- כפכפים .
- הוא סופר את האירועים בלולאה סגורה רציפה בתוך המעגל.
- ניתן לעצב אותו באמצעות כפכפי D ו- JK
- זה יכול לשמש כמעגל פענוח עצמי.
חסרונות
החסרונות הם
- לא ניתן להשתמש בו לספירת הבינארי סדר פעולות
- זה לא מנצל את כל השלבים השווים למספר השלבים בדלפק.
- הוא זקוק רק למחצית מספר הכפכפים במחצית מספר העיתוי אותות
- משתמשים בו בכל רצף תזמון.
יישומים
ה יישומים של דלפק ג'ונסון הם
- דלפקי ג'ונסון משמשים כמפריד תדרים ומזהה תבניות.
- הוא משמש כעשור סינכרוני דֶלְפֵּק ומעגל חלוקה
- ניתן להשתמש בו ליצירת מכונות מורכבות סופיות בתכנון לוגיקה של חומרה.
- מונה ג'ונסון בעל 3 הסיביות משמש כמחולל גל מרובע תלת פאזי לייצור העברת פאזה של 120 מעלות
- תדר אות השעון מחולק על ידי שינוי המשוב שלהם.
שאלות נפוצות
1). מה ההבדל בין דלפק הטבעת לדלפק ג'ונסון?
ה- MOD של מונה הטבעת n-bit הוא 'n' ואילו ה- MOD של מונה ג'ונסון ה- n-bit הוא '2n'.
2). מה זה כפכף D?
ה- D-FLIP FLOP נקרא גם כפכף-כפכף שעון או כפכף-עיכוב, העוקב אחר הקלט והופך את המעברים לשווים לקלט D.
3). מהו מונה אסינכרוני?
זה קלט על כפכף ויש לו שליטה על היציאות ללא קשר לפולסי שעון קלט שהופעלו.
4). מה המטרה של שולחן אמת?
טבלת האמת מכילה מספר שורות ועמודות עם משתנים ושילובים לוגיים כדי לדעת את התפקוד הלוגי של המעגל. הוא מספק את כל הערכים האפשריים בפונקציה הלוגית של המעגל.
5). מהי הצורה המלאה של כפכף D?
הצורה המלאה של ה- d-flip flop היא Data-flip flop, המאחסן את הערך שנמצא על קו הנתונים.
לפיכך, מדובר בסך הכל בטבלת העבודה, המעגל והאמת של דלפק ג'ונסון. מטרת הדלפק של ג'ונסון היא לספור או לאחסן את מספר האירועים כאשר הפלט ההפוך ניתן כקלט לכפכף הראשון ונקרא גם כשינוי. הנה שאלה עבורך, 'מה זה מונה ג'ונסון 8 סיביות?'.
