問題：實現 N 位 Johnson Counter。

當 N = 4 時，輸出應該是

0000 -> 1000 -> 1100 -> 1110 ->

1111-> 0111 ->0011-> 0001 ->

0000 ->...

如下圖所示，扭環形（約翰遜）計數器最后一個觸發器的輸出取反~Q3，然后輸入回第一個觸發器的輸入 D(0)= ~Q(N-1)，其余觸發器的輸入來自前級的輸出 D(i+1) = Q(i)。

D(0)= ~Q(N-1)

D(i+1) = Q(i)

Johnson 約翰遜計數器Verilog 實現

用Verilog HDL寫一個8-bit的Johnson計數器，N = 8。

module johnson#(      parameter N=8)(      input clk,      input rst_n,      output reg [N-1:0] q); 
always @ (posedge clk,negedge rst_n)begin    if(!rst_n)q<=?{N{1'b0}};????elseif(!q[0])        q <= {1'b1,q[N-1:1]};else        q <= {1'b0,q[N-1:1]};endendmodule

仿真圖：

第二種：

module johnson#(      parameter N=8)(      input clk,      input rst_n,      output reg [N-1:0] q); 
always @ (posedge clk,negedge rst_n)begin    if(!rst_n)q<=?{N{1'b0}};????elseq<=?{~q[0], q[N-1:1]};endendmodule

Johnson 約翰遜計數器

（1）扭環形計數器，約翰遜計數器，每次狀態變化時僅有一個觸發器發生翻轉，譯碼不存在競爭冒險，在n（n≥3）位計數器中，使用2n個狀態，有2^n-2n個狀態未使用；

（2）環形計數器，正常工作時所有觸發器中只有一個是1（或0）狀態，計n個數需要n個觸發器，狀態利用率低；

（3）n個寄存器的線性反饋移位寄存器LFSR可以產生的最長的隨機序列是2^n?1長度(即m序列)。LFSR常被用來生成m序列，也可產生和校驗CRC。

審核編輯 ：李倩