Digitaalinen elektroniikka: Flip-Flops -opastus

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Termin flip-flop (FF) keksi vuonna 1918 brittiläinen fyysikko F.W Jordan ja William Eccles. Se nimettiin Eccles Jordanin laukaisupiiriksi ja sisältää kaksi aktiivista elementtiä. FF: n suunnittelua käytettiin brittiläisessä Colossus-koodin rikkomisetietokoneessa vuonna 1943. Näiden piirien transistoroidut versiot olivat yleisiä tietokoneissa, myös yleiskatsauksen jälkeen. integroidut piirit , vaikka logiikkaporteista tehdyt FF: t ovat myös yleisiä nyt. Ensimmäinen kiikapiiri tunnettiin eri tavalla multivibraattoreina tai laukaisupiireinä.

FF on piirielementti, jossa o / p ei riipu vain nykyisistä tuloista, vaan myös edellisestä tulosta ja o / ps: stä. Suurin ero kiikaripiirin ja salvan välillä on se, että FF sisältää kellosignaalin, kun taas salpa ei. Pohjimmiltaan on neljä erilaista salpaa ja FF: ää: T, D, SR ja JK. Suurimmat erot tämäntyyppisten FF: ien ja salpojen välillä ovat niiden syötteiden määrä ja miten ne muuttavat tiloja. Jokaisella FF- ja salvatyypillä on erilaisia ​​eroja, jotka voivat lisätä niiden toimintaa. Seuraa alla olevaa linkkiä saadaksesi lisätietoja Eri tyyppiset flip flop -muunnokset




Mikä on Flip Flop -piiri?

Flip flop -piirin suunnittelu voidaan tehdä käyttämällä logiikkaportit kuten kaksi NAND- ja NOR-porttia. Jokainen kiikku koostuu kahdesta tulosta ja kahdesta lähdöstä, nimittäin asetuksesta ja palautuksesta, Q ja Q ’. Tämän tyyppisen kiikun sanotaan olevan SR-kiikku tai SR-salpa.

FF sisältää kaksi tilaa, jotka on esitetty seuraavassa kuvassa. Kun Q = 1 ja Q ’= 0, se on asetetussa tilassa. Kun Q = 0 ja Q ’= 1, niin se on kirkkaassa tilassa. FF: n lähdöt Q ja Q ’ovat toistensa täydennyksiä ja jotka ilmoitetaan vastaavasti normaaliksi ja komplementtilähdöksi. Kiikun binääritilan oletetaan olevan normaali lähtöarvo.



Kun tulo 1 kohdistetaan kiikkuun, molemmat FF: n lähdöt menevät 0: een, joten molemmat o / p: t ovat toistensa täydennyksiä. Säännöllisessä käytössä tämä vaiva on jätettävä huomiotta varmistamalla, ettei niitä käytetä molempiin tuloihin samanaikaisesti.

Varvastossutyypit

Flip flop -piirit luokitellaan neljään tyyppiin käytön perusteella: D-Flip Flop, T-Flip Flop, SR-Flip Flop ja JK-Flip Flop.


SR-kääntövarsi

SR-varvastossu on rakennettu kahdella AND-portilla ja NOR-peruskiikalla. Kahden AND-portin o / ps pysyvät 0: ssa niin kauan kuin CLK-pulssi on 0 riippumatta S- ja Ri / p-arvoista. Kun CLK-pulssi on 1, S- ja R-tulojen tiedot sallitaan perus-FF: n kautta. Kun S = R = 1, kellopulssin esiintymisen juuret molemmat o / ps menevät arvoon 0. Kun CLK-pulssi irtoaa, FF: n tila on ilmoittamaton.

SR-varvastossu

SR-varvastossu

D Flip Flop

SR-kiikun yksinkertaistaminen ei ole muuta kuin D-kiikku, joka on esitetty kuvassa. D-kiikun tulo menee suoraan tuloon S ja sen komplementti menee i / p R. D-tulosta otetaan näyte koko CLK-pulssin olemassaolon ajan. Jos se on 1, FF kytketään asetettuun tilaan. Jos se on 0, FF siirtyy tyhjään tilaan.

D Flip Flop

D Flip Flop

JK Flip Flop

JK-FF on yksinkertaistettu SR-kiikku. J- ja K-kiikun tulot käyttäytyvät kuin tulot S & R. Kun tulo 1 kohdistetaan sekä tuloihin J että K, FF siirtyy komplementtitilaansa. Tämän kiikun kuva on esitetty alla. JK FF voidaan suunnitella siten, että o / p Q on ANDed P: llä ja. Tämä toimenpide tehdään siten, että FF tyhjennetään CLK-pulssin aikana vain, jos lähtö oli aiemmin 1. Samalla tavalla ulostulo on JA-asetettu J & CP: llä siten, että FF tyhjennetään CLK-pulssin aikana vain Q 'oli aiemmin 1.

JK Flip Flop

JK Flip Flop

  • Kun J = K = 0, CLK: lla ei ole vaikutusta o / p: hen ja FF: n o / p on samanlainen kuin edellinen arvo. Tämä johtuu siitä, että kun molemmat J & K ovat 0, niiden tietyn AND-portin o / p: stä tulee 0.
  • Kun J = 0, K = 1, AND-portin o / p on ekvivalentti J: n arvoon 0, eli S = 0 ja R = 1, joten Q: sta tulee 0. Tämä ehto muuttaa FF: ää. Tämä tarkoittaa FF: n RESET-tilaa.

T Flip Flop

T-flip flop tai flip flop on yksi i / p-versio JK-flipistä. Tämän FF: n toiminta on seuraava: Kun T: n tulo on ”0”, niin että ”T” muodostaa seuraavan tilan, joka on samanlainen kuin nykyinen tila. Tämä tarkoittaa, kun T-FF: n tulo on 0, nykyinen tila ja seuraava tila on 0. Kuitenkin, jos T: n i / p on 1, nykyinen tila on käänteinen seuraavaan tilaan. Tämä tarkoittaa, että kun T = 1, nykyinen tila = 0 ja seuraava tila = 1)

T Flip Flop

T Flip Flop

Flip Flops -sovellukset

Flip flop -piirin soveltaminen käsittää lähinnä palautumisen poistokytkimen, tietojen tallennuksen, tiedonsiirron, salvan, rekisterit, laskurit, taajuusjaon, muistin jne. Joitakin niistä käsitellään alla.

Rekisterit

Rekisteri on kokoelma varvastossuja, joita käytetään bittijoukon tallentamiseen. Esimerkiksi, jos haluat tallentaa N-bittisen sanan, tarvitset N määrän FFS: ää. AFF voi tallentaa vain yhden bitin dataa (0 tai 1). Useita FF: itä käytetään, kun tallennettavien databittien lukumäärä. Rekisteri on joukko FF-tiedostoja, joita käytetään binääridatan tallentamiseen. Rekisterin tietojen tallennuskapasiteetti on joukko digitaalisen datan bittejä, joita se voi säilyttää. Rekisterin lataaminen voidaan määritellä erillisten FF: ien asettamiseksi tai palauttamiseksi, toisin sanoen tietojen antamiseksi rekisteriin, jotta FF: n tila kommunikoi tallennettavien databittien kanssa.

Tiedon lataus voi olla sarja- tai rinnakkaista. Sarjakuormituksessa data siirretään rekisteriin sarjamuodossa (ts. Yksi bitti kerrallaan), mutta rinnakkaislatauksen yhteydessä data siirretään rekisteriin rinnakkaismuodossa, mikä tarkoittaa, että kaikki FF: t aktivoidaan uusiin tiloihinsa samanaikaisesti. Rinnakkaissyöttö edellyttää, että jokaisen FF: n SET- tai RESET-ohjaimet ovat käytettävissä.

RAM (Random Access Memory)

RAM-muistia käytetään tietokoneissa, tietojenkäsittelyjärjestelmissä, digitaalisessa ohjausjärjestelmät on välttämätöntä tallentaa digitaalista dataa ja palauttaa se mieluiten. FFS: n avulla voidaan tehdä muistoja, joihin tietoja voidaan tallentaa minkä tahansa tarvittavan ajan, ja toimittaa sitten tarvittaessa.

Puolijohdelaitteista rakennettuihin kirjoitusmuisteihin tallennetut tiedot, jotka menetetään, jos virta katkaistaan, muistin sanotaan olevan epävakaa. Mutta vain luku -muisti on haihtumaton. RAM on muisti joiden muistipaikkoja voidaan käyttää oikein suoraan ja välittömästi. Sen sijaan, jotta pääset muistipaikkaan magneettinauhalla, se täytyy kiertää tai irrottaa nauha ja käydä läpi useita osoitteita ennen kuin saavutetaan ensisijainen osoite. Joten nauhaa kutsutaan peräkkäiseksi käyttömuistiksi.

Siksi tässä on kyse kiikasta, kiertopiiristä, kiikarityypeistä ja sovelluksista. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen tästä käsitteestä. Lisäksi kaikki tätä käsitettä koskevat kysymykset tai sähkö- ja elektroniikkaprojektit , anna arvokkaat ehdotuksesi alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on varvastossujen päätehtävä digitaalisessa elektroniikassa?