జాన్సన్ కౌంటర్ అంటే ఏమిటి: సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం, ట్రూత్ టేబుల్ & దాని అనువర్తనాలు

డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్స్లో, జాన్సన్ కౌంటర్లను నిల్వ చేయడానికి లేదా ప్రాసెస్ చేయడానికి లేదా సంఘటనల సంఖ్యను లెక్కించడానికి ఉపయోగిస్తారు సర్క్యూట్ . ఇది అనేక పప్పులను లెక్కించే డిజిటల్ సీక్వెన్షియల్ లాజిక్ సర్క్యూట్లలో ఒకటి. అదనపు క్లాక్ సిగ్నల్‌తో ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల సమూహంతో ఇవి రూపొందించబడ్డాయి. ప్రతి డిజిటల్ లాజిక్ మరియు కంప్యూటింగ్‌లో, ఇవి సర్క్యూట్‌లో జరుగుతున్న నిర్దిష్ట సంఘటన లేదా పల్స్‌ను లెక్కించడానికి ఉపయోగించబడతాయి మరియు డిజైన్ ఆధారంగా ఒక నిర్దిష్ట క్రమం లేదా ఏదైనా యాదృచ్ఛిక క్రమాన్ని కూడా అనుసరిస్తాయి. సింక్రోనస్ వంటి వివిధ రకాలు ఉన్నాయి కౌంటర్లు , అసమకాలిక / అలల కౌంటర్లు, అప్ / డౌన్ కౌంటర్, రింగ్ కౌంటర్, జాన్సన్ కౌంటర్, దశాబ్దం కౌంటర్, మాడ్యులస్ కౌంటర్, క్యాస్కేడ్ కౌంటర్

జాన్సన్ కౌంటర్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: దీనిని సవరించిన రింగ్ అని కూడా అంటారు కౌంటర్ . ఇది ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల సమూహంతో రూపొందించబడింది, ఇక్కడ చివరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ నుండి విలోమ అవుట్పుట్ మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ఇన్‌పుట్‌తో అనుసంధానించబడుతుంది. సాధారణంగా, ఇది D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ లేదా JK ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా అమలు చేయబడుతుంది. దీనిని విలోమ ఫీడ్‌బ్యాక్ కౌంటర్ లేదా వక్రీకృత రింగ్ కౌంటర్ అని కూడా అంటారు. ఇది బిట్ నమూనాల క్రమాన్ని అనుసరిస్తుంది. రింగ్ కౌంటర్‌తో పోల్చినప్పుడు, ఇది ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల సంఖ్యలో సగం మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది. కాబట్టి, n ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఉంటే MOD 2n అవుతుంది.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

ది జాన్సన్ కౌంటర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం అనేది ‘n’ యొక్క క్యాస్కేడ్ అమరిక ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ . అటువంటి రూపకల్పనలో, కొనసాగే ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ తదుపరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్కు ఇన్పుట్గా తిరిగి ఇవ్వబడుతుంది. ఉదాహరణకు, చివరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ ‘క్యూన్’ యొక్క విలోమ అవుట్పుట్ సీక్వెన్స్ బిట్ నమూనాలోని మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌కు తిరిగి ఇవ్వబడుతుంది. కౌంటర్ క్లోజ్డ్-లూప్‌లో చక్రాలను నమోదు చేస్తుంది, అంటే సర్క్యూట్‌లో తిరుగుతుంది.

కౌంటర్ సర్క్యూట్

4-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ను పరిశీలిస్తే, ఇందులో 4 డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఉన్నాయి, దీనిని 4-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ అంటారు. లెక్కించిన వాటిని ప్రారంభించడానికి లేదా ప్రారంభించడానికి మరియు రీసెట్ చేయడానికి ఇది ముందుగానే మరియు స్పష్టమైన పిన్‌లను కలిగి ఉంది.

రీసెట్ పిన్ ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్ వలె పనిచేస్తుంది. కాబట్టి, రీసెట్ స్విచ్ క్లిక్ చేయడం ద్వారా ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ప్రారంభించవచ్చు.

ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ యొక్క అవుట్పుట్లో మార్పులను గమనించడానికి CLK పిన్ ఉపయోగించబడుతుంది.

ప్రామాణిక 2,3 మరియు 4 దశలు వివిధ ఫీడ్‌బ్యాక్ కనెక్షన్‌ల సహాయంతో క్లాక్ సిగ్నల్స్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని విభజించడానికి జాన్సన్ కౌంటర్లను ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, 3-దశల జాన్సన్ కౌంటర్‌ను 3-దశ మరియు 120 డిగ్రీల దశ షిఫ్ట్ స్క్వేర్ వేవ్ జనరేటర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. 5-దశల జాన్సన్ కౌంటర్‌ను సింక్రోనస్ దశాబ్దం కౌంటర్ (CD4017) లేదా డివైడర్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగిస్తారు. 2-దశ క్వాడ్రేచర్ ఓసిలేటర్ లేదా జెనరేటర్ వలె పనిచేస్తుంది, ఇది ఇన్పుట్ సిగ్నల్కు సంబంధించి 90 డిగ్రీల వ్యక్తిగత అవుట్పుట్ సిగ్నల్స్ ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ట్రూత్ టేబుల్

3-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క సత్య పట్టికను పరిగణించండి. కొనసాగే ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ తదుపరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ఇన్పుట్గా అనుసంధానించబడుతుంది. అవుట్‌పుట్‌లో మార్పులను తెలుసుకోవడానికి క్లాక్ సిగ్నల్ (సిఎల్‌కె) ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది 3 ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను కలిగి ఉంటుంది, Q0, Q1, Q2 ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల యొక్క అవుట్‌పుట్‌లు. నిరంతర క్లోజ్డ్ లూప్‌లో కౌంటర్ చక్రాల స్థితిని లెక్కిస్తుంది.

ఇన్పుట్ D గడియారం యొక్క పెరుగుతున్న అంచు (CLK) కి ముందు, Q0 గా సూచించబడుతుంది.

CLK పెరుగుతున్న అంచు సంభవించినప్పుడు, అవుట్పుట్ Q1 Q0 యొక్క విలువ.

క్లాక్ పల్స్ (0) లేనప్పుడు, కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ 000.

CLK = 1 ఉన్నప్పుడు, కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ 100.

CLK = 2 ఉన్నప్పుడు, కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ 110.

CLK = 3 ఉన్నప్పుడు, కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ 111.

CLK = 4 ఉన్నప్పుడు, కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ 011.

CLK = 5 ఉన్నప్పుడు, కౌంటర్ యొక్క అవుట్పుట్ 001.

3-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క MOD 6. అందువల్ల 6 ప్రత్యేక సంఖ్యల రాష్ట్రాలు ఉన్నాయి. పూర్తి ప్రక్రియ సీక్వెన్స్ బిట్ నమూనాలో ఉంది.

జాన్సన్ కౌంటర్ వెరిలోగ్ కోడ్

No.of బిట్స్ లేదా ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ‘n’ అయితే, జాన్సన్ కౌంటర్ కౌంటెస్ 2n ఈవెంట్స్ లేదా స్టేట్స్ లేదా సైకిల్స్.

3-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క వెరిలోగ్ HDL కోడ్ క్రింద చూపబడింది,

/////// వెరిలోగ్ కోడ్ జాన్సన్

మాడ్యూల్ johnson_counter (అవుట్, రీసెట్, clk)

ఇన్పుట్ clk, రీసెట్

అవుట్పుట్ [3: 0] ముగిసింది

reg [3: 0] q

ఎల్లప్పుడూ @ (posedge clk)

ప్రారంభం

if (రీసెట్)

q = 4’d0

లేకపోతే

ప్రారంభం
q [3]<=q[2]

q [2]<=q[1]

q [1]<=q[0]

q [0]<=(~q[3])
ముగింపు

ముగింపు

కేటాయించండి = q

ఎండ్‌మోడ్యూల్

////// ముగింపు ////

4-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్

4-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్లో 4 D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ఉన్నాయి మరియు ఇది 8 సంఖ్యల చక్రాలను లెక్కిస్తుంది. చివరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క విలోమ అవుట్పుట్ మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్కు ఇన్పుట్గా తిరిగి ఇవ్వబడుతుంది.

• ఫిగర్ నుండి, ABCD అనేది 4-బిట్ నమూనాలో ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌లు.
• ‘D’ యొక్క ఇన్పుట్ విలువ చివరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క విలోమ అవుట్పుట్.
• క్లోజ్డ్-లూప్‌లో ఉన్న కౌంటర్ యొక్క రాష్ట్రాలు లేదా చక్రాలను లెక్కించడానికి ‘CLK’ ఉపయోగించబడుతుంది.
• రీసెట్ పిన్ ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్ వలె ఉపయోగించబడుతుంది.
• డేటా నిరంతర క్లోజ్డ్ లూప్ చుట్టూ తిరుగుతున్నందున, డేటాలోని వివిధ నమూనాలను లేదా విలువలను గుర్తించడానికి కౌంటర్ కూడా ఉపయోగించవచ్చు.
• ఉదాహరణకు, క్లాక్ పల్స్ ఉన్నప్పుడు, ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల యొక్క అవుట్పుట్ నమూనా 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
• క్లాక్ పల్స్ లేనప్పుడు, అవుట్పుట్ 0000 అవుతుంది.

రింగ్ కౌంటర్ మరియు జాన్సన్ కౌంటర్ మధ్య వ్యత్యాసం

రింగ్ కౌంటర్ మరియు జాన్సన్ కౌంటర్ మధ్య వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, చివరి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ఇన్వర్టర్ అవుట్పుట్ మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్కు ఇన్పుట్గా తిరిగి కనెక్ట్ చేయబడింది.

ఇన్-రింగ్ కౌంటర్, ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లకు ఇచ్చిన no.of ఇన్‌పుట్ క్లాక్ పప్పులు no.of దశలకు సమానం. అంటే n- బిట్ రింగ్ కౌంటర్ యొక్క MOD ‘n’.

జాన్సన్ కౌంటర్లో, no.of ఇన్పుట్ క్లాక్ పప్పులు no.of దశలకు రెండు రెట్లు సమానమైన కారకం ద్వారా విభజించబడతాయి. అంటే n- బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క MOD ‘2n’.

జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క ప్రయోజనాలు / అప్రయోజనాలు

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

ప్రయోజనాలు

ప్రయోజనాలు

• జాన్సన్ కౌంటర్ ఇచ్చిన దశల సంఖ్యకు రెండుసార్లు సమానంగా ఉంటుంది ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ .
• ఇది సర్క్యూట్లో నిరంతర క్లోజ్డ్ లూప్‌లోని సంఘటనలను లెక్కిస్తుంది.
• D మరియు JK ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా దీనిని రూపొందించవచ్చు
• దీనిని స్వీయ-డీకోడింగ్ సర్క్యూట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.

ప్రతికూలతలు

ప్రతికూలతలు

• బైనరీని లెక్కించడానికి ఇది ఉపయోగించబడదు క్రమం
• ఇది కౌంటర్లోని సంఖ్య దశలకు సమానమైన అన్ని దశలను ఉపయోగించదు.
• దీనికి సగం no.of టైమింగ్‌లో సగం no.of ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు మాత్రమే అవసరం సంకేతాలు
• ఇది ఏదైనా సమయ క్రమంలో ఉపయోగించబడుతుంది.

అప్లికేషన్స్

ది జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క అనువర్తనాలు ఉన్నాయి

• జాన్సన్ కౌంటర్లను ఫ్రీక్వెన్సీ డివైడర్లు మరియు నమూనా గుర్తింపుగా ఉపయోగిస్తారు.
• ఇది సమకాలిక దశాబ్దంగా ఉపయోగించబడుతుంది కౌంటర్ మరియు డివైడర్ సర్క్యూట్
• హార్డ్వేర్ లాజిక్ రూపకల్పనలో సంక్లిష్టమైన పరిమిత రాష్ట్ర యంత్రాలను సృష్టించడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
• 3-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ 120-డిగ్రీల దశ మార్పును ఉత్పత్తి చేయడానికి 3-దశల చదరపు తరంగ జనరేటర్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది
• గడియార సిగ్నల్ యొక్క పౌన frequency పున్యం వారి అభిప్రాయాన్ని మార్చడం ద్వారా విభజించబడింది.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). రింగ్ కౌంటర్ మరియు జాన్సన్ కౌంటర్ మధ్య తేడా ఏమిటి?

N- బిట్ రింగ్ కౌంటర్ యొక్క MOD ‘n’ అయితే n- బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క MOD ‘2n’.

2). డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ అంటే ఏమిటి?

D-FLIP FLOP ని క్లాక్డ్ ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ లేదా ఆలస్యం ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది ఇన్‌పుట్‌ను ట్రాక్ చేస్తుంది మరియు పరివర్తనాలను ఇన్‌పుట్‌కు సమానంగా చేస్తుంది.

3). అసమకాలిక కౌంటర్ అంటే ఏమిటి?

ఇది ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లో ఇన్‌పుట్ చేస్తుంది మరియు ఇన్‌పుట్ క్లాక్ పప్పులతో సంబంధం లేకుండా అవుట్‌పుట్‌లపై నియంత్రణ కలిగి ఉంటుంది.

4). సత్య పట్టిక యొక్క ఉద్దేశ్యం ఏమిటి?

సర్క్యూట్ యొక్క తార్కిక పనితీరును తెలుసుకోవడానికి సత్య పట్టికలో తార్కిక వేరియబుల్స్ మరియు కలయికలతో అనేక వరుసలు మరియు నిలువు వరుసలు ఉన్నాయి. ఇది సర్క్యూట్ యొక్క తార్కిక పనితీరులో సాధ్యమయ్యే అన్ని విలువలను అందిస్తుంది.

5). డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క పూర్తి రూపం ఏమిటి?

డి-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క పూర్తి రూపం డేటా-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్, ఇది డేటా లైన్‌లో ఉన్న విలువను నిల్వ చేస్తుంది.

ఈ విధంగా జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క వర్కింగ్, సర్క్యూట్ మరియు ట్రూత్ టేబుల్ గురించి. విలోమ అవుట్పుట్ మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్కు ఇన్పుట్గా ఇవ్వబడినప్పుడు మరియు సవరించు అని కూడా పిలువబడే సంఘటనల సంఖ్యను లెక్కించడం లేదా నిల్వ చేయడం జాన్సన్ కౌంటర్ యొక్క ఉద్దేశ్యం. “8-బిట్ జాన్సన్ కౌంటర్ అంటే ఏమిటి?” అనే మీ కోసం ఇక్కడ ఒక ప్రశ్న ఉంది.