Qu'est-ce qu'un compteur Johnson ?

Un compteur Johnson, également connu sous le nom de compteur à anneaux torsadés ou un compteur d'anneaux mobiles , est un type de circuit logique séquentiel synchrone qui produit une séquence unique d'états de sortie. Voici un aperçu de ses principales fonctionnalités et de son fonctionnement :

Principales fonctionnalités :

* Inscrivez-vous avec commentaires : Il s'agit essentiellement d'un registre à décalage avec le dernier bit de sortie renvoyé à la première entrée, mais avec une inversion appliquée à la rétroaction.

* Séquence cyclique : Les états de sortie forment une séquence cyclique, c'est-à-dire qu'elle se répète après un certain nombre de cycles d'horloge.

* Démarrage automatique : Contrairement à certains autres circuits de compteur, un compteur Johnson ne nécessite pas d'état initial spécifique ; il démarre automatiquement et commence à générer sa séquence unique.

* Longueur du décompte : Le nombre d’états uniques dans la séquence est la moitié du nombre de bascules dans le compteur. Par exemple, un compteur Johnson 4 bits produit 8 états uniques (2^4/2).

Comment ça marche :

1. État initial : Le compteur démarre dans un état arbitraire. Supposons que toutes les bascules soient initialement réinitialisées (toutes les zéros).

2. Impulsion de l'horloge : Lors de la première impulsion d'horloge, les données se décalent vers la droite, le dernier bit (inversé) étant renvoyé à la première bascule. Cela inverse la valeur de la première bascule.

3. Déplacement et inversion : Les impulsions d'horloge suivantes continuent de décaler les données et la boucle de rétroaction inverse continuellement la sortie de la première bascule.

4. États uniques : Ce processus de déplacement et d'inversion génère une séquence unique d'états. Pour un compteur Johnson 4 bits, la séquence serait :

```

0000 -> 1000 -> 1100 -> 1110 -> 1111 -> 0111 -> 0011 -> 0001 -> 0000...

```

Applications :

Les compteurs Johnson sont utilisés dans diverses applications numériques, notamment :

* Division de fréquence : Ils peuvent être utilisés pour diviser la fréquence d'un signal d'horloge par un facteur égal au nombre de bascules du compteur.

* Systèmes de contrôle numérique : Ils peuvent générer des séquences de synchronisation pour contrôler diverses opérations numériques.

* Génération de forme d'onde : Ils peuvent produire des sorties d'onde carrée avec des cycles de service et des largeurs d'impulsion spécifiques.

* Conversion de données : Ils peuvent être utilisés dans des convertisseurs analogique-numérique pour fournir des signaux de synchronisation.

Avantages :

* Simplicité : Comparés à d'autres types de compteurs, les compteurs Johnson nécessitent moins de portes logiques.

* Démarrage automatique : Ils ne nécessitent pas d’état initial spécifique, ce qui facilite leur mise en œuvre.

* Flexible : Ils peuvent être facilement modifiés pour produire différentes séquences.

Inconvénients :

* Plage de nombre limitée : La longueur du compte est toujours la moitié du nombre de bascules.

* Interprétation de sortie : La séquence de sortie peut ne pas être un simple décompte binaire.

Comprendre la séquence et le fonctionnement de la boucle de rétroaction est crucial pour utiliser efficacement les compteurs Johnson dans diverses applications numériques.