เคาน์เตอร์จอห์นสันหรือที่เรียกว่าเคาน์เตอร์คืบคลานเป็นตัวอย่างของเคาน์เตอร์ซิงโครนัส ในเคาน์เตอร์จอห์นสันเอาต์พุตเพิ่มเติมของฟลิปฟล็อปสุดท้ายจะเชื่อมต่อกับอินพุตของฟลิปฟล็อปตัวแรกและในการใช้ตัวนับจอห์นสัน n-bit เราจําเป็นต้องมีฟลิปฟล็อป n นี่เป็นหนึ่งในประเภทที่สําคัญที่สุดของเคาน์เตอร์ลงทะเบียนการกระจัด มันเกิดขึ้นจากการตอบสนองเอาต์พุตไปยังอินพุตของตัวเอง เคาน์เตอร์จอห์นสันเป็นวงแหวนที่มีการกลับตัว ชื่ออื่น ๆ สําหรับเคาน์เตอร์จอห์นสัน ได้แก่ เคาน์เตอร์เลื้อยเคาน์เตอร์เกลียวเคาน์เตอร์เดินเคาน์เตอร์มือถือและเคาน์เตอร์หางแบบสลับ.

เคาน์เตอร์จอห์นสันคืออะไร?

เคาน์เตอร์จอห์นสันเป็นเคาน์เตอร์ซิงโครนัสประเภทหนึ่งที่มีรูปแบบการนับพิเศษในกรณีนี้คือเคาน์เตอร์จอห์นสัน ทํางานโดยการป้อนสัญญาณเอาต์พุตเพิ่มเติมของฟลิปฟล็อปตัวสุดท้ายกลับเข้าไปในอินพุตของฟลิปฟล็อปตัวแรก ผลลัพธ์ของการตั้งค่านี้คือลําดับของสถานะที่สร้างลําดับที่ไม่ใช่ลักษณะของตัวนับวงแหวนทั่วไป .

ตัวนับจอห์นสันสามารถใช้งานได้โดยใช้ฟลิปฟล็อป n เพื่อนับสถานะแยกกัน 2n สถานะ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ทําให้ดีกว่าตัวนับลูปที่ใช้ฟลิปฟล็อปจํานวนเท่ากัน เนื่องจากให้บริการจํานวนสถานะเป็นสองเท่า ตัวนับนี้ใช้ในแอปพลิเคชันที่จํานวนสถานะสูงกว่าจํานวนฟลิปฟล็อป นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติที่โดดเด่นของความสามารถในการถอดรหัสตัวเอง.

สถานะที่ใช้และไม่ได้ใช้ทั้งหมดในตัวนับ n-bit Johnson: ‍

จํานวนสถานะที่ใช้ = 2N

จํานวนสถานะที่ไม่ได้ใช้ = 2n - 2*n

ตัวอย่าง:

ถ้า n=4

เคาน์เตอร์จอห์นสัน 4 บิต

ในขั้นต้น สมมติว่ารองเท้าแตะทั้งหมดถูกรีเซ็ต.

กระดานความจริง

จะไปที่ไหน,

CP คือนาฬิกาและ

Q1, Q2, Q3, Q4 เป็นรัฐ.

คําถาม: กําหนดจํานวนรวมของสถานะที่ใช้และไม่ได้ใช้ในตัวนับจอห์นสัน 4 บิต.

คําตอบ: จํานวนสถานะทั้งหมดที่ใช้ = 2*n

= 2*4

= 8

สถานะที่ไม่ได้ใช้ทั้งหมด = 2n - 2*n

= 24-2*4

= 8

ความแตกต่างระหว่าง Ring Counter และ Johnson Counter

ข้อดีของเคาน์เตอร์จอห์นสัน

• เคาน์เตอร์จอห์นสันมีจํานวนรองเท้าแตะเท่ากัน แต่สามารถนับสถานะได้มากกว่าตัวนับแหวนถึงสองเท่า.
• สามารถทําได้โดยใช้ฟลิปฟล็อป D และ JK.
• ตัวนับวงแหวนจอห์นสันใช้เพื่อนับข้อมูลในลูปต่อเนื่อง.
• เคาน์เตอร์จอห์นสันเป็นวงจรที่ถอดรหัสตัวเอง.

ข้อเสียของเคาน์เตอร์จอห์นสัน

• ตัวนับจอห์นสันไม่นับในลําดับไบนารี.
• จากข้อมูลของจอห์นสันจํานวนรัฐที่ไม่ได้ใช้นั้นมากกว่าจํานวนรัฐที่ใช้งานอยู่.
• จํานวนฟลิปฟล็อปที่ต้องการคือครึ่งหนึ่งของจํานวนสัญญาณเวลา.
• สามารถสร้างขึ้นสําหรับลําดับเวลาจํานวนเท่าใดก็ได้.

การประยุกต์ใช้เครื่องเคาน์เตอร์จอห์นสัน

• ตัวนับจอห์นสันใช้เป็นตัวนับทศนิยมแบบซิงโครนัสหรือวงจรหาร.
• ใช้ในการออกแบบลอจิกฮาร์ดแวร์เพื่อสร้างเครื่องสถานะจํากัดที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น การออกแบบ ASIC และ FPGA.
• ตัวนับจอห์นสัน 3 ขั้นตอนใช้เป็นเครื่องกําเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม 3 เฟสที่สร้างการเบี่ยงเบนเฟส 1200.
• ใช้เพื่อแบ่งความถี่ของสัญญาณนาฬิกาโดยเปลี่ยนการตอบสนอง.

สรุป

บทความนี้ได้กล่าวถึงหลายแง่มุมของเคาน์เตอร์จอห์นสันตั้งแต่วิธีการทํางานของระบบไปจนถึงประโยชน์ของการใช้เทคโนโลยีตลอดจนข้อจํากัดของเคาน์เตอร์จอห์นสัน ตัวนับจอห์นสันเป็นกลุ่มย่อยของตัวนับการลงทะเบียนการแปลและสามารถนับสถานะได้มากเป็นสองเท่าของตัวนับตักที่มีรองเท้าแตะแบบอะนาล็อก จะเห็นได้ว่าความแตกต่างพื้นฐานระหว่างตัวนับวงแหวนและตัวนับจอห์นสันที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถใช้เพื่อเลือกวงจรการนับที่เหมาะสมสําหรับการใช้งานวงจรตัวเลขบางตัว.