تحلیل و طراحی مدارهای منطقی و سیستم‌های دیجیتال: شمارنده جانسون - کوییز

1. یک شمارنده حلقوی که خروجی آخرین فلیپ فلاپ به ورودی اولین فلیپ فلاپ بازخورد می شود.
2. یک شمارنده حلقوی که خروجی معکوس آخرین فلیپ فلاپ به ورودی اولین فلیپ فلاپ بازخورد می شود.
3. یک شمارنده که از گیت های منطقی NAND و NOR برای پیاده سازی منطق شمارش استفاده می کند.
4. یک شمارنده که فقط قادر به شمارش اعداد زوج است.

گزینه صحیح: 2

توضیح: در شمارنده جانسون، خروجی معکوس (complement) آخرین فلیپ فلاپ به ورودی اولین فلیپ فلاپ بازخورد می شود، که منجر به تولید یک الگوی خاص از حالت ها می شود.

1. نیاز به تعداد فلیپ فلاپ کمتر برای تعداد حالت های مشابه.
2. سرعت شمارش بالاتر.
3. سادگی بیشتر در طراحی.
4. مصرف توان کمتر.

گزینه صحیح: 1

توضیح: برای تولید تعداد حالت های شمارش بیشتر، شمارنده جانسون نسبت به شمارنده حلقوی به تعداد فلیپ فلاپ کمتری نیاز دارد. به عنوان مثال، برای 8 حالت، شمارنده حلقوی به 8 فلیپ فلاپ نیاز دارد، در حالی که شمارنده جانسون فقط به 4 فلیپ فلاپ نیاز دارد.

1. شمارنده جانسون
2. شمارنده حلقوی
3. شمارنده باینری
4. شمارنده دکنی

گزینه صحیح: 1

توضیح: شمارنده جانسون به دلیل الگوی حالت های تولیدی و امکان پیاده سازی آن با فلیپ فلاپ های استاندارد، برای کاربردهایی مانند شیفت رجیستر های پیشرفته که نیاز به تولید دنباله های خاص دارند، مناسب است.

1. ایجاد حالت های ناخواسته (lock-out states) که منجر به توقف شمارش می شود.
2. نیاز به تعداد بیشتری گیت منطقی.
3. سرعت شمارش بسیار پایین.
4. عدم قابلیت ریست.

گزینه صحیح: 1

توضیح: اگر شمارنده جانسون به یک حالت ناخواسته وارد شود (مثلاً تمام فلیپ فلاپ ها 1 شوند و بازخورد معکوس نیز 1 باشد)، ممکن است در آن حالت قفل شود و از حالت های دیگر خارج نشود. این حالت ها معمولاً با طراحی صحیح یا ریست اجباری قابل مدیریت هستند.

1. فلیپ فلاپ های D یا JK با قابلیت بارگذاری موازی.
2. فقط فلیپ فلاپ های T.
3. فقط فلیپ فلاپ های RS.
4. فلیپ فلاپ های Master-Slave.

گزینه صحیح: 1

توضیح: فلیپ فلاپ های D یا JK که امکان بارگذاری موازی (parallel load) را فراهم می کنند، برای پیاده سازی شمارنده جانسون ایده آل هستند، زیرا می توانند به راحتی حالت اولیه را تنظیم کنند و خروجی معکوس را به ورودی بعدی منتقل کنند.

1. اتصال بازخوردی از خروجی معکوس آخرین فلیپ فلاپ به ورودی اولین فلیپ فلاپ.
2. اتصال بازخوردی از خروجی مستقیم آخرین فلیپ فلاپ به ورودی اولین فلیپ فلاپ.
3. استفاده از گیت های XOR بین فلیپ فلاپ ها.
4. مدار ریست که همه فلیپ فلاپ ها را صفر می کند.

گزینه صحیح: 1

توضیح: ویژگی کلیدی شمارنده جانسون، بازخورد خروجی معکوس آخرین فلیپ فلاپ به ورودی اولین فلیپ فلاپ است که باعث تولید دنباله حالت های منحصر به فرد 2n می شود.

1. زمانی که تعداد حالت های شمارش مورد نیاز زیاد است.
2. زمانی که فقط نیاز به تولید توان های 2 داریم.
3. زمانی که سادگی طراحی اولویت اصلی است.
4. زمانی که مصرف توان باید به حداقل برسد.

گزینه صحیح: 1

توضیح: برای تولید تعداد حالت های شمارش بالا، شمارنده جانسون به طور قابل توجهی به فلیپ فلاپ کمتری نسبت به شمارنده حلقوی نیاز دارد، که این امر آن را در این سناریو ها کارآمدتر می کند.