¿Qué es un contador Johnson?

Un contador Johnson, también conocido como contador de anillos retorcidos o un contador de anillo ambulante , es un tipo de circuito lógico secuencial síncrono que produce una secuencia única de estados de salida. Aquí hay un desglose de sus características clave y cómo funciona:

Características clave:

* Registro de turnos con comentarios: Es esencialmente un registro de desplazamiento con el último bit de salida retroalimentado a la primera entrada, pero con una inversión aplicada a la retroalimentación.

* Secuencia Cíclica: Los estados de salida forman una secuencia cíclica, lo que significa que se repite después de un cierto número de ciclos de reloj.

* Autoarranque: A diferencia de otros circuitos contadores, un contador Johnson no requiere un estado inicial específico; se inicia automáticamente y comienza a generar su secuencia única.

* Longitud del conteo: El número de estados únicos en la secuencia es la mitad del número de flip-flops en el contador. Por ejemplo, un contador Johnson de 4 bits produce 8 estados únicos (2^4/2).

Cómo funciona:

1. Estado inicial: El contador comienza en un estado arbitrario. Supongamos que todos los flip-flops se restablecen inicialmente (todos ceros).

2. Pulso del reloj: En el primer pulso de reloj, los datos se desplazan hacia la derecha y el último bit (invertido) se retroalimenta al primer flip-flop. Esto invierte el valor del primer flip-flop.

3. Desplazamiento e inversión: Los pulsos de reloj posteriores continúan desplazando los datos y el bucle de retroalimentación invierte continuamente la salida del primer flip-flop.

4. Estados únicos: Este proceso de cambio e inversión genera una secuencia única de estados. Para un contador Johnson de 4 bits, la secuencia sería:

```

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

```

Aplicaciones:

Los contadores Johnson se utilizan en diversas aplicaciones digitales, que incluyen:

* División de Frecuencia: Se pueden utilizar para dividir la frecuencia de una señal de reloj por un factor igual al número de flip-flops en el contador.

* Sistemas de Control Digital: Pueden generar secuencias de temporización para controlar diversas operaciones digitales.

* Generación de forma de onda: Pueden producir salidas de onda cuadrada con ciclos de trabajo y anchos de pulso específicos.

* Conversión de datos: Se pueden utilizar en convertidores analógicos a digitales para proporcionar señales de temporización.

Ventajas:

* Simplicidad: En comparación con otros tipos de contadores, los contadores Johnson requieren menos puertas lógicas.

* Autoarranque: No requieren un estado inicial específico, lo que los hace más fáciles de implementar.

* Flexibles: Se pueden modificar fácilmente para producir secuencias diferentes.

Desventajas:

* Rango de recuento limitado: La longitud del conteo es siempre la mitad del número de flip-flops.

* Interpretación de salida: Es posible que la secuencia de salida no sea un recuento binario sencillo.

Comprender la secuencia y cómo funciona el circuito de retroalimentación es crucial para utilizar eficazmente los contadores Johnson en diversas aplicaciones digitales.