Electronică digitală: Tutorial pentru flip-flops

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





Termenul flip-flop (FF) a fost inventat în anul 1918 de către fizicianul britanic F.W Jordan și William Eccles. A fost denumit circuitul de declanșare Eccles Jordan și include două elemente active. Proiectarea FF a fost utilizată în calculatorul britanic Colossus de rupere a codului în anul 1943. Versiunile tranzistorizate ale acestor circuite erau comune în computere, chiar și după prezentarea generală a circuite integrate , deși FF-urile realizate din porți logice sunt, de asemenea, obișnuite acum. Primul circuit flip-flop a fost cunoscut în mod diferit ca multivibratori sau circuite de declanșare.

FF este un element de circuit în care o / p nu numai că depinde de intrările prezente, dar depinde și de intrarea anterioară și de o / ps. Diferența majoră dintre circuitul flip flop și un zăvor este că un FF include un semnal de ceas, în timp ce un zăvor nu. Practic, există patru tipuri de zăvoare și FF și anume: T, D, SR și JK. Diferențele majore dintre aceste tipuri de FF-uri și blocări sunt numărul de intrări pe care le au și modul în care modifică stările. Există diferențe diferite pentru fiecare tip de FF-uri și zăvorâre care le pot crește operațiunile. Vă rugăm să urmați linkul de mai jos pentru a afla mai multe despre Diferite tipuri de conversie flip flop




Ce este un circuit Flip Flop?

Proiectarea circuitului flip flop se poate face prin utilizarea porți logice precum două porți NAND și NOR. Fiecare flip flop este format din două intrări și două ieșiri, și anume set și reset, Q și Q ’. Acest tip de flip flop este declarat ca un flip flop SR sau un zăvor SR.

FF include două stări prezentate în figura următoare. Când Q = 1 și Q ’= 0 atunci se află în starea setată. Când Q = 0 și Q ’= 1 atunci este în stare clară. Ieșirile FF Q și Q ’sunt complementare și sunt declarate ca fiind ieșirile normale și respectiv complementare. Starea binară a flip-flop-ului este considerată valoarea normală de ieșire.



Când intrarea 1 este aplicată pe flip flop, ambele ieșiri ale FF merg la 0, deci ambele op / p sunt complementare. În funcționare regulată, această afecțiune trebuie neglijată, asigurându-vă că acestea nu sunt aplicate simultan la ambele intrări.

Tipuri de flip flops

Circuitele cu flip flop sunt clasificate în patru tipuri pe baza utilizării sale, și anume D-Flip Flop, T- Flip Flop, SR- Flip Flop și JK- Flip Flop.


SR-Flip Flop

Flip-flopul SR este construit cu două porți AND și un flip-flop de bază NOR. O / ps ale celor două porți AND rămân la 0 atâta timp cât impulsul CLK este 0, indiferent de valorile S și R i / p. Când impulsul CLK este 1, informațiile de la intrările S și R permit prin FF de bază. Când S = R = 1, apariția impulsului de ceas rădăcini atât o / ps merge la 0. Când pulsul CLK este detașat, starea FF este nedeclarată.

Flip Flop SR

Flip Flop SR

D Flip Flop

Simplificarea flip flop-ului SR nu este altceva decât flip-flop D, care este prezentat în figură. Intrarea D-flip-flop-ului merge direct la intrarea S și complementul său merge la i / p R. Intrarea D este eșantionată de-a lungul existenței unui impuls CLK. Dacă este 1, atunci FF este comutat la starea setată. Dacă este 0, atunci FF trece la o stare clară.

D Flip Flop

D Flip Flop

Flip flop JK

Un JK-FF este o simplificare a flip-flop-ului SR. Intrările flip-flopurilor J și K se comportă ca intrările S & R. Când intrarea 1 este aplicată ambelor intrări J și K, atunci FF trece la starea sa de complement. Figura acestui flip flop este prezentată mai jos. Proiectarea JK FF poate fi realizată în așa fel încât o / p Q să fie ANDed cu P și. Această procedură este făcută astfel încât FF să fie șters în timpul unui impuls CLK numai dacă ieșirea a fost anterior 1. În același mod, ieșirea este ANDed cu J & CP astfel încât FF să fie ștearsă în timpul unui impuls CLK numai dacă Q 'a fost anterior 1.

Flip flop JK

Flip flop JK

  • Când J = K = 0, CLK nu are niciun efect asupra o / p, iar o / p al FF este similar cu valoarea sa anterioară. Acest lucru se datorează faptului că atunci când ambele J & K sunt 0, o / p a porții lor particulare AND devine 0.
  • Când J = 0, K = 1, o / p a porții AND este echivalentă cu J devine 0 adică S = 0 și R = 1 astfel Q ’devine 0. Această condiție va schimba FF. Aceasta înseamnă starea RESET a FF.

T Flip Flop

T-flip flop-ul sau toggle-flip-flop-ul este o singură versiune i / p a JK-flip-flop-ului. Funcționarea acestui FF este după cum urmează: Când intrarea T este „0” astfel încât „T” va face următoarea stare care este similară cu starea curentă. Asta înseamnă că atunci când intrarea T-FF este 0 atunci starea actuală și următoarea stare vor fi 0. Cu toate acestea, dacă i / p al T este 1 atunci starea actuală este inversă la următoarea stare. Asta înseamnă, când T = 1, atunci starea actuală = 0 și următoarea stare = 1)

T Flip Flop

T Flip Flop

Aplicații de flip flops

Aplicarea circuitului flip flop implică în principal întrerupătorul de eliminare a săriturilor, stocarea datelor, transferul de date, zăvor, registre, contoare, divizarea frecvenței, memorie etc. Unele dintre ele sunt discutate mai jos.

Registrele

Un registru este o colecție a unui set de flip flops utilizate pentru a stoca un set de biți. De exemplu, dacă doriți să stocați un N - bit de cuvinte, aveți nevoie de un număr N de FFS. AFF poate stoca un singur bit de date (0 sau 1). Un număr de FF-uri sunt utilizate atunci când numărul de biți de date care trebuie stocate. Un registru este un set de FF-uri utilizate pentru stocarea datelor binare. Capacitatea de stocare a datelor a unui registru este un set de biți de date digitale pe care îl poate păstra. Încărcarea unui registru poate fi definită ca setarea sau resetarea FF-urilor separate, adică furnizarea de date în registru, astfel încât starea FF să comunice cu biții de date care trebuie stocate.

Încărcarea datelor poate fi serială sau paralelă. La încărcarea în serie, datele sunt transferate în registru sub formă de serie (adică, câte un bit la un moment dat), dar în încărcarea în paralel, datele sunt transmise în registru sub formă de formă paralelă care înseamnă, toate FF-urile sunt activate în noile lor stări în același timp. Intrarea paralelă necesită ca comenzile SET sau RESET ale fiecărui FF să fie accesibile.

RAM (memorie cu acces aleator)

RAM-ul este utilizat în computere, sisteme de procesare a informațiilor, digitale sistem de control este necesar să stocați date digitale și să le recuperați după preferință. FFS poate fi folosit pentru a crea amintiri în care informațiile pot fi stocate pentru orice perioadă de timp necesară și apoi livrate ori de câte ori este necesar.

Informațiile stocate în memoriile de citire-scriere construite din dispozitive semiconductoare care se vor pierde dacă se va detașa puterea, se spune că memoria este instabilă. Dar memoria de numai citire este nevolatilă. RAM este memoria ale căror locații de memorie pot fi folosite corect și instantaneu. În schimb, pentru a accesa o locație de memorie pe o bandă magnetică, este necesar să răsuciți sau să răsuciți banda și să parcurgeți o serie de adrese înainte de a ajunge la adresa preferată. Deci, banda se numește memorie de acces secvențial.

Prin urmare, este vorba despre flip flop, circuit de flip flop, tipuri de flip flop și aplicații. Sperăm că ați înțeles mai bine acest concept. În plus, orice întrebări referitoare la acest concept sau proiecte electrice și electronice , vă rugăm să oferiți sugestiile dvs. valoroase în secțiunea de comentarii de mai jos. Iată o întrebare pentru dvs., care este funcția principală a flip-flop-urilor în electronica digitală?