Apa itu Johnson Counter: Diagram Rangkaian, Tabel Kebenaran & Aplikasinya
Dalam elektronik digital, Johnson Counter (penghitung johnson) digunakan untuk menyimpan atau memproses atau menghitung jumlah peristiwa yang terjadi di dalam rangkaian. Ini adalah salah satu rangkaian logika sekuensial digital yang menghitung beberapa pulsa. Ini dirancang dengan sekelompok flip-flops dengan sinyal clock tambahan.
Dalam setiap logika dan komputasi digital, ini digunakan untuk menghitung peristiwa atau pulsa spesifik yang terjadi di rangkaian dan juga mengikuti urutan tertentu atau urutan acak apa pun berdasarkan desain.
Ada berbagai jenis, seperti Penghitung Sinkron, Penghitung Asinkron/Riak, Penghitung Atas/Bawah, Penghitung Cincin, Penghitung Johnson, Penghitung Dekade, Penghitung Modulus, Penghitung Bertingkat.
Apa itu Johnson Counter?
Definisi: Ini juga dikenal sebagai ring counter yang dimodifikasi. Ini dirancang dengan sekelompok flip-flops, di mana output terbalik dari flip-flop terakhir dihubungkan ke input dari flip-flop pertama. Umumnya dilakukan dengan menggunakan D flip-flop atau JK flip-flop.
Ia juga dikenal sebagai inverse feedback counter atau twisted ring counter. Ini mengikuti urutan pola bit. Jika dibandingkan dengan ring counter, ia hanya menggunakan setengah dari jumlah flip-flop. Jadi MODnya akan menjadi 2n, jika ada n flip-flop.
Diagram Rangkaian
Diagram rangkaian johnson counter adalah susunan mengalir dari 'n' flip-flop. Dalam desain seperti itu, output dari flip-flop selanjutnya diumpankan kembali sebagai input ke flip-flop berikutnya. Misalnya, output terbalik dari flip-flop terakhir 'Q̅n' diumpankan kembali ke flip-flop pertama dalam pola bit urutan. Penghitung mencatat siklus dalam loop tertutup yaitu bersirkulasi di dalam rangkaian.
Pertimbangkan Johnson Counter 4-bit, ini berisi 4 D flip-flop, yang disebut Johnson counter 4-bit. Ini memiliki pin preset dan jelas untuk menginisialisasi atau memulai dan mengatur ulang dihitung.
Pin reset berfungsi sebagai sakelar on/off. Jadi, flip-flop dapat diaktifkan dengan mengklik tombol Reset.
Pin CLK digunakan untuk mengamati perubahan output dari flip-flop.
Johnson counter tingkat standar 2,3 dan 4 digunakan untuk membagi frekuensi sinyal clock dengan bantuan berbagai koneksi umpan balik. Misalnya, johnson counter 3-tahap dapat digunakan sebagai generator gelombang persegi pergeseran fasa 3-fasa dan 120 derajat.
Johnson counter 5-tahap digunakan sebagai penghitung dekade sinkron (CD4017) atau rangkaian pembagi. 2-tahap bertindak sebagai osilator atau generator kuadratur yang menghasilkan sinyal output individu masing-masing 90 derajat mengenai sinyal input.
Tabel Kebenaran
Pertimbangkan tabel kebenaran dari Johnson counter 3-bit. Output dari flip-flop yang dilanjutkan dihubungkan sebagai input dari flip-flop berikutnya. Sinyal clock (CLK) digunakan untuk mengetahui perubahan output. Ini berisi 3 flip-flop, Q0, Q1, Q2 adalah output dari flip-flop. Penghitung menghitung status siklus dalam loop tertutup kontinu.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Input D tepat sebelum tepi naik dari clock (CLK), dilambangkan sebagai Q0.
Ketika tepi naik CLK terjadi, output Q1 adalah nilai Q0.
Ketika tidak ada pulsa clock (0), output dari penghitung (counter) adalah 000.
Ketika CLK = 1, output dari counter adalah 100.
Ketika CLK = 2, output dari counter adalah 110.
Ketika CLK = 3, output dari counter adalah 111.
Ketika CLK = 4, output dari counter adalah 011.
Ketika CLK = 5, output dari counter adalah 001.
MOD dari johnson counter 3-bit adalah 6. Oleh karena itu, ada 6 jumlah status yang unik. Proses lengkapnya ada di pola bit urutan rangkaian.
Kode Johnson Counter Verilog
Jika jumlah bit atau flip-flop adalah 'n', maka johnson counter menghitung 2n keadaan atau peristiwa atau status atau siklus.
Kode HDL Verilog dari Johnson counter 3-bit ditunjukkan di bawah ini,
///////Verilog Code Johnson
module johnson_counter( out,reset,clk);
input clk,reset;
output [3:0] out;
reg [3:0] q;
always @(posedge clk)
begin
if(reset)
q=4’d0;
else
begin
q[3]<=q[2];
q[2]<=q[1];
q[1]<=q[0];
q[0]<=(~q[3]);
end
end
assign out=q;
endmodule
//////End////
Johnson Counter 4-bit
4-bit Johnson counter berisi 4 D flip-flop dan menghitung 8 jumlah siklus. Output terbalik dari flip-flop terakhir diumpankan kembali sebagai input ke flip-flop pertama.
- Dari gambar tersebut, ABCD adalah output dari flip-flop dalam pola 4-bit.
- Nilai input 'D' adalah output terbalik dari flip-flop terakhir.
- CLK digunakan untuk menghitung status atau siklus penghitung, yang berada dalam loop tertutup.
- Pin reset digunakan sebagai sakelar on/off.
- Karena data akan berputar di sekitar loop tertutup terus menerus, penghitung juga dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai pola atau nilai dalam data.
- Misalnya, ketika ada pulsa clock, pola output dari flip-flop adalah 1000, 1100, 1110, 1111, 0111, 0011, 0001
- Jika tidak ada pulsa clock, outputnya adalah 0000.
Perbedaan Antara Ring Counter dan Johnson Counter
Perbedaan antara ring counter dan johnson counter adalah, output inverter dari flip-flop terakhir disambungkan kembali sebagai input ke flip-flop pertama.
In-ring counter, jumlah pulsa clock input yang diberikan ke flip-flop sama dengan jumlah tahapan. Itu berarti MOD n-bit ring counter adalah 'n'.
Di johnson counter, jumlah pulsa clock input dibagi dengan faktor dua kali sama dengan jumlah tahapan. Itu berarti MOD dari n-bit johnson counter adalah '2n'.
Kelebihan / Kekurangan dari Johnson Counter
Keuntungan dan kerugiannya adalah sebagai berikut.
Kelebihan
Keuntungannya adalah
- Johnson counter menghitung jumlah tahapan dua kali sama dengan jumlah pulsa clock yang diberikan ke flip-flop.
- Ini menghitung peristiwa dalam loop tertutup terus menerus di dalam rangkaian.
- Ini dapat dirancang dengan menggunakan D dan JK flip-flop.
- Ini dapat digunakan sebagai rangkaian self-decoding.
Kekurangan
Kerugiannya adalah
- Ini tidak dapat digunakan untuk menghitung urutan biner
- Itu tidak menggunakan semua tahap seperti jumlah tahap di counter.
- Ini hanya membutuhkan setengah jumlah flip-flop pada setengah dari jumlah sinyal waktu
- Ini digunakan dalam urutan waktu apa pun.
Aplikasi
Kegunaan johnson counter yaitu
- Johnson counter digunakan sebagai pembagi frekuensi dan pengenal pola.
- Ini digunakan sebagai penghitung dekade sinkron dan rangkaian pembagi
- Ini dapat digunakan untuk membuat mesin keadaan hingga yang rumit dalam desain logika perangkat keras.
- Johnson counter 3-bit digunakan sebagai generator gelombang persegi 3 fasa untuk menghasilkan pergeseran fasa 120 derajat
- Frekuensi sinyal clock dibagi dengan memvariasikan umpan baliknya.
Pertanyaan
1). Apa perbedaan antara Ring counter dan Johnson counter?
MOD n-bit ring counter adalah 'n' sedangkan MOD n-bit Johnson counter adalah '2n'.
2). Apa itu D flip flop?
D-FLIP FLOP juga disebut sebagai clocked flip-flop atau delay flip-flop, yang melacak input dan membuat transisi sama dengan input D.
3). Apa itu penghitung asinkron?
Ini input pada flip-flop dan memiliki kontrol atas output terlepas dari pulsa clock input yang diterapkan.
4). Apa tujuan tabel kebenaran?
Tabel kebenaran berisi beberapa baris dan kolom dengan variabel logis dan kombinasi untuk mengetahui fungsi logis dari rangkaian. Ini memberikan semua nilai yang mungkin dalam fungsi logis dari rangkaian.
5). Apa bentuk penuh D flip flop?
Bentuk lengkap dari d-flip flop adalah Data-flip flop, yang menyimpan nilai yang ada pada jalur data.
Jadi ini semua tentang Cara kerja, rangkaian dan tabel kebenaran dari Johnson counter. Tujuan dari Johnson counter adalah untuk menghitung atau menyimpan jumlah kejadian ketika output terbalik diberikan sebagai input ke flip-flop pertama dan juga disebut sebagai modifikasi.