Contador de anillos Johnson

El contador de anillos es un circuito lógico secuencial que se construye utilizando un registro de desplazamiento. Un conocimiento similar recircula dentro del contador contando con el pulso del reloj.

Los contadores de anillos son de dos tipos

1)Contadores de anillos extraordinarios

2) Contador Johnson

contador de anillos de 4 bits

El contador en anillo es una conexión en cascada de flip flops, en la que la salida del último flip flop está relacionada con la entrada del primer flip flop. En el contador en anillo, si la salida de cualquier fase es 1, su recuperación es 0. Los contadores en anillo transfieren la misma salida a todo el circuito.

Lo que significa que si la salida del flip flop primario es 1, éste se transfiere a la fase siguiente, es decir, al 2º flip flop. Al transferir la salida a su fase siguiente, la salida del primer flip flop se convierte en 0. Y este curso continúa para todas las fases de un contador de arco. Si utilizamos n flip flops dentro del contador en anillo, el "1" circula cada n ciclos de reloj.

A continuación se muestra el diagrama del circuito del contador de anillos.

Aquí hemos diseñado el contador de anillos utilizando un flip flop D. Puede ser un contador de anillos Mod 4 que tiene 4 flip flops D relacionados en secuencia. La señal de reloj se utiliza para sincronizar la entrada de cada flip flop, simultáneamente y el pulso de RESET se utiliza para las entradas CLR de todos los flip flops.

Funcionamiento del contador de anillos

Inicialmente, todos los flip-flops del contador en anillo se ponen a 0 mediante la señal CLEAR. Antes de hacer uso del pulso de reloj, aplicamos el pulso PRESET a los flip-flops que asignan el valor "1" al circuito contador de anillos. Para cada señal de reloj, la información circula entre las 4 fases del contador en anillo.

Este contador de 4 anillos escalonado se conoce como contador de anillos Mod 4 o contador de anillos de 4 bits. Para que la información fluya correctamente dentro del contador en anillo, debemos cargar el contador con los valores necesarios, como todos los 0's o todos los 1's.

Circulación de información en los contadores del Anillo

Todos sabemos que el contador de anillos es muy similar a los registros de desplazamiento relacionados con la secuencia. El diagrama anterior demostró las 4 fases de los flip flops porque el paralelo en serie de nuestros registros de desplazamiento, con las entradas de conocimiento D0, D1, D2 y D3.

La circulación de la información en el contador de anillos se establece desde abajo. Cuando pasas la señal de reset, inicialmente los flip-flops están en estado de RESET. Cuando se utiliza PRESET para el contador de anillos, la entrada del circuito pasa a 1.

Esta entrada está relacionada con el flip flop primario dentro de la secuencia, de modo que el QA del flip flop se pone a 1 y todas las diferentes salidas de los flip flops restantes pueden ser bajas.

Si hacemos que la entrada de información del flip flop 'A' sea baja, esto nos proporciona el pulso de información como 0 1 0. A continuación, para la segunda señal de reloj, la salida del primer flip flop cambiará una vez más, tras lo cual la salida de "B" será excesiva. Esto implica que el pulso de información 0 0 1 se produce.

Así, al modificarse la señal de reloj y la entrada del primer flip flop, se modifica la salida del flip flop opuesto. Como la salida del último flip flop de la secuencia está relacionada con la entrada del primer flip flop, la secuencia de información gira o circula dentro del contador de anillos.

Tabla de hechos del contador de anillos

La tabla de realidad del contador de anillos de 4 bits se ajusta desde abajo.

Cuando CLEAR introduce CLR = 0, todos los flip-flops se ponen a 1. Cuando CLEAR introduce CLR = 1, el contador de anillos comienza su funcionamiento. Para una señal de reloj, el contador inicia su funcionamiento. En la siguiente señal de reloj, el contador vuelve a ponerse a 0000. El contador de anillos tiene 4 secuencias: 0001, 0010, 0100, 1000, 000.

Diagrama de temporización del contador de anillos

El diagrama de temporización del contador de anillos aclarará que la señal de reloj modifica la salida de cada fase del contador, de modo que la señal CLK ayuda a que fluya la información de un flip flop a otro flip flop diferente. Como el contador de anillos de 4 bits (4 fases o 4 vueltas) da vueltas al dígito preestablecido dentro de una señal de reloj, la frecuencia de salida de cada vuelta es ¼ de la frecuencia del reloj principal.

Diagrama de estado del contador de anillos

El diagrama de estado del contador de anillos de 4 bits se muestra en la imagen anterior. Denota que el lugar del dígito por defecto (en este caso el dígito por defecto es el 1) está cambiando su lugar de LSB a MSB, por una señal de reloj.

Beneficios

• Se puede aplicar mediante flip-flops y JK. Es un circuito de autodescodificación.

Desventajas

• Sólo 4 de los 15 estados están en uso.

Contador Johnson

El contador Johnson es una modificación del contador de anillos. En este caso, la salida invertida del último flip flop está relacionada con la entrada del primer flip flop. Si utilizamos n flip flops para diseñar el contador Johnson, se llama contador Johnson de 2n bits o contador Johnson Mod 2n.

Esto es una ventaja de que el contador Johnson requiera sólo la mitad de la variedad de chancletas que utiliza un contador de arco, para sacar el mismo Mod.

La principal diferencia entre el contador de anillo de 4 bits y el contador de Johnson es que, en el contador de anillo, unimos la salida del último flip flop a la entrada del primer flip flop. Sin embargo, en el contador Johnson, unimos la salida invertida de la fase final a la entrada de la fase primaria.

El contador Johnson también se llama contador de anillos retorcidos, con una sugerencia. En el contador Johnson, la entrada del flip flop primario está relacionada con la salida invertida del flip flop final.

El contador de anillos Johnson o contador de anillos de ruta de conmutación está diseñado de tal manera que supera las restricciones del contador de anillos. En primer lugar, reduce la variedad de bucles necesarios para diseñar el circuito.

Al igual que el contador de anillo, la señal de reloj del contador johnson está relacionada con la entrada de reloj de cada flip flop al mismo tiempo.

Funcionamiento del contador johnson

El contador Johnson diseñado con el flip flop D se demuestra desde abajo. Tiene 4 fases, es decir, 4 flip flops relacionados en secuencia o en cascada. Inicialmente se introduce el cero / nulo en el contador Johnson y aprovechando la señal de reloj, las salidas cambiarán a "1000", "1100", "1110", "1111", "0111", "0011", "0001", "0000" en una secuencia y la secuencia se repetirá para la siguiente señal de reloj.

El contador Johnson produce una muestra determinada pasando 4 0's y luego 4 1's y así produce una muestra determinada contando de arriba a abajo.

Tabla de hechos del contador johnson

La tabla de realidad del contador de anillos de 4 bits se ajusta desde abajo.

El diagrama de estados significa que la información se transfiere de un flip flop a otro diferente en cada pulso de reloj. Los contadores de anillo Johnson de 4 niveles se utilizan como divisores de frecuencia a través de sus diversas conexiones sugeridas. Por lo tanto, pueden utilizarse adicionalmente como circuitos divisores de frecuencia.

Diagrama temporal del contador de johnson

El diagrama de temporización del contador johnson aclarará que la señal de reloj modifica la salida de cada fase del contador, de modo que la señal CLK ayuda a que la información fluya de un flip flop a otro flip flop diferente.

Cuando CLR = 0, todas las salidas y entradas de los flip-flops se preajustan a 0 (apagado), además de la entrada de información propia de la mayoría de los FF, que se unen a 1.

Cuando CLR = 1, el contador Johnson empieza a funcionar. En cada flanco de reloj, la salida del último flip flop (1) pasa al tercer flip flop. Como el primer flip flop está relacionado con la entrada en serie, es decir, 1, la entrada del tercer flip flop es 1.

En el ciclo siguiente, QA = 0, por lo que 0 vueltas en anillo en el segundo medio ciclo. El contador Johnson tiene 8 secuencias: 0001, 0011, 0111, 1111, 1111, 1110, 1100, 1000 y 0000.

La ventaja del contador Johnson es que tiene más salidas que el contador de anillos.

El inconveniente del contador Johnson es que, de los 15 estados, sólo se utilizan 8.

Funciones de los contadores de anillos

• Los contadores de anillos se utilizan para confiar la información en un bucle constante.
• Además, se utilizan para detectar los distintos valores numéricos o numerosos patrones dentro de un conjunto de datos, conectando puertas lógicas AND y OR a los circuitos del contador en anillo.
• los contadores de 2, 3 y 4 niveles se utilizan en los circuitos divisores de frecuencia, como los de división por 2 y división por 3 y por 4, respectivamente.
• El contador de tres niveles de Johnson se utiliza como generador de ondas de 3 partes cuadradas que producen un desplazamiento de 1200 partes.
• El circuito contador Johnson de 5 etapas se utiliza principalmente como contador de décadas síncrono (BCD) y también como circuito divisor.
• Los contadores Johnson de dos etapas también se denominan "Oscilador de cuadratura" y se utilizan para proporcionar 4 niveles de salida de personas específicas que están fuera de la parte con 900 entre sí. Este generador de cuadratura se utiliza para proporcionar la señal de tiempo de 4 partes.