- D Flip-flop:
- Componente necesare:
- D Schema circuitului Flip-Flop și explicație:
- Demonstrație practică a D Flip-Flop:
Termenul digital în electronică reprezintă generarea, procesarea sau stocarea datelor sub forma a două stări. Cele două stări pot fi reprezentate ca HIGH sau LOW, pozitive sau non-pozitive, setate sau resetate, care sunt în cele din urmă binare. Maximul este 1 și cel mic este 0 și, prin urmare, tehnologia digitală este exprimată ca serie de 0 și 1. Un exemplu este 011010 în care fiecare termen reprezintă o stare individuală. Astfel, acest proces de blocare în hardware se face folosind anumite componente precum blocare sau Flip-flop, multiplexor, demultiplexor, codificatoare, decodificatoare etc., numite în mod colectiv ca circuite logice secvențiale.
Deci, vom discuta despre flip-flop-urile numite și zăvoare. Zăvoarele pot fi, de asemenea, înțelese ca Multivibrator Bistabil ca două stări stabile. În general, aceste circuite de blocare pot fi fie active-ridicate, fie active-joase și pot fi declanșate de semnalele HIGH sau respectiv LOW.
Tipurile comune de flip-flops sunt,
- Flip-flop RS (RESET-SET)
- D Flip-flop (Date)
- Flip-flop JK (Jack-Kilby)
- T Flip-flop (Toggle)
Dintre tipurile de mai sus, numai flip-flop-urile JK și D sunt disponibile în forma IC integrată și, de asemenea, utilizate pe scară largă în majoritatea aplicațiilor. Aici, în acest articol vom discuta despre tipul D Flip Flop.
D Flip-flop:
D Flip-flop-urile sunt utilizate și ca parte a elementelor de stocare a memoriei și a procesoarelor de date. Flip-flop-ul D poate fi construit folosind poarta NAND sau cu poarta NOR. Datorită versatilității sale, acestea sunt disponibile ca pachete IC. Aplicațiile majore ale D flip-flop sunt introducerea întârzierii în circuitul de sincronizare, ca tampon, date de eșantionare la intervale specifice. Flip-flop-ul D este mai simplu în ceea ce privește conexiunea de cablare, comparativ cu flip-flop-ul JK. Aici folosim porți NAND pentru a demonstra flip flopul D.
Ori de câte ori semnalul de ceas este scăzut, intrarea nu va afecta niciodată starea de ieșire. Ceasul trebuie să fie ridicat pentru ca intrările să devină active. Astfel, D flip-flop este un zăvor Bi-stabil controlat în care semnalul de ceas este semnalul de control. Din nou, acest lucru se împarte în flip flop declanșat de margine pozitivă și flip-flop D declanșat de margine negativă. Astfel, ieșirea are două stări stabile bazate pe intrările care au fost discutate mai jos.
Tabelul adevărului D Flip-Flop:
|
Ceas |
INTRARE |
IEȘIRE |
|
|
D |
Î |
Q ' |
|
|
SCĂZUT |
X |
0 |
1 |
|
ÎNALT |
0 |
0 |
1 |
|
ÎNALT |
1 |
1 |
0 |
D (Date) este starea de intrare pentru D flip-flop. Q și Q 'reprezintă stările de ieșire ale flip-flop-ului. Conform tabelului, pe baza intrărilor, ieșirea își schimbă starea. Dar, important de luat în considerare este că toate acestea pot apărea numai în prezența semnalului de ceas. Aceasta funcționează exact ca flip-flop SR doar pentru intrările gratuite.
Reprezentarea D Flip-Flop folosind Logic Gates:
|
INTRARE |
IEȘIRE |
|
|
Intrare 1 |
Intrare 2 |
Ieșire 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Astfel, comparând tabelul de adevăr al porții NAND și aplicând intrările așa cum este dat în tabelul de adevăr al flip-flopului, rezultatul poate fi analizat. Analizând ansamblul de mai sus ca o structură în trei etape, considerând starea anterioară (Q ') 0
când D = 1 și CLOCK = HIGH
Ieșire: Q = 1, Q '= 0. Funcționarea este corectă.
PRESETAT și CLEAR:
D flip flop are încă două intrări și anume PRESET și CLEAR. Un semnal HIGH la pinul CLEAR va face ca ieșirea Q să se reseteze, care este 0. În mod similar, un semnal HIGH la pinul PRESET va face ca ieșirea Q să fie setată 1. Prin urmare, numele însuși explică descrierea pinilor.
|
Ceas |
INTRARE |
IEȘIRE |
|||
|
PRESETAT |
CLAR |
D |
Î |
Q ' |
|
|
X |
ÎNALT |
SCĂZUT |
X |
1 |
0 |
|
X |
SCĂZUT |
ÎNALT |
X |
0 |
1 |
|
X |
ÎNALT |
ÎNALT |
X |
1 |
1 |
|
ÎNALT |
SCĂZUT |
SCĂZUT |
0 |
0 |
1 |
|
ÎNALT |
SCĂZUT |
SCĂZUT |
1 |
1 |
0 |
Pachet IC:
IC folosit aici este HEF4013BP (Dual tip D flip-flop). Este un pachet cu 14 pini care conține 2 flip-flop D individuale în el. Mai jos sunt diagrama pinilor și descrierea corespunzătoare a pinilor.
|
Cod PIN |
Descriere PIN |
|
Î |
Ieșire adevărată |
|
Q ' |
Ieșire de compliment |
|
CP |
Intrare ceas |
|
CD |
CLEAR-Intrare directă |
|
D |
Introducere a datelor |
|
SD |
PRESET-Intrare directă |
|
V SS |
Sol |
|
V DD |
Tensiunea de alimentare |
Componente necesare:
- IC HEF4013BP (flip-flop dual D) - 1 Nr.
- LM7805 - 1Nr.
- Comutator tactil - 4Nr.
- Baterie de 9V - 1Nr.
- LED (verde - 1; roșu - 1)
- Rezistoare (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Breadboard
- Conectarea firelor
D Schema circuitului Flip-Flop și explicație:
Aici am folosit IC HEF4013BP pentru a demonstra circuitul D Flip Flop, care are două flip flops tip D în interior. Sursa de alimentare IC HEF4013BP V DD variază de la 0 la 18V, iar datele sunt disponibile în foaia de date. Instantaneul de mai jos îl arată. Deoarece am folosit LED-ul la ieșire, sursa a fost limitată la 5V.
Am folosit un regulator LM7805 pentru a limita tensiunea LED.
Demonstrație practică a D Flip-Flop:
Butoanele D (Date), PR (Preset), CL (Clear) sunt intrările pentru D flip-flop. Cele două LED-uri Q și Q 'reprezintă stările de ieșire ale flip-flop-ului. Bateria de 9V acționează ca intrare în regulatorul de tensiune LM7805. Prin urmare, ieșirea reglementată de 5V este utilizată ca sursă Vcc și pin la IC. Astfel, pentru intrări diferite la D, ieșirea corespunzătoare poate fi văzută prin LED-urile Q și Q '.
De pinii CLK, CL, D și PR sunt în mod normal, tras în jos în starea inițială după cum se arată mai jos. Prin urmare, starea implicită de intrare va fi LOW pe toți pinii. Astfel, starea inițială conform tabelului adevărului este așa cum se arată mai sus. Q = 1, Q '= 0.
Mai jos am descris diferitele stări ale tipului D Flip-Flop folosind circuitul D flip flop realizat pe panou.
Statul 1:
Ceas - LOW; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
Pentru intrările de stat 1 ledul roșu luminează indicând ca Q 'să fie HIGH și LED-ul VERDE arată Q să fie LOW. După cum sa discutat mai sus când CLEAR este setat la HIGH, Q este resetat la 0 și poate fi văzut mai sus.
Starea 2:
Ceas - LOW; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Pentru intrările State 2, LED-ul VERDE luminează indicând ca Q să fie HIGH și LED-ul ROȘU arată Q 'ca fiind LOW. După cum sa discutat mai sus când PRESET este setat la HIGH, Q este setat la 1 și poate fi văzut mai sus.
Starea 3: Ceas - LOW; D - 0; PR - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
Pentru intrările de stat 3, ledul roșu și verde aprinde indicând Q și Q 'să fie inițial HIGH. Când PR și CL sunt trase în jos atunci când eliberați butoanele, starea se va șterge.
Starea 4: Ceas - HIGH; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
Pentru intrările de stat 4, ledul roșu luminează indicând ca Q 'să fie HIGH și LED-ul VERDE arată Q să fie LOW. Această stare este stabilă și rămâne acolo până la următorul ceas și intrare. Deoarece Ceasul este declanșat de la marginea LOW la HIGH, butonul de intrare D trebuie apăsat înainte de a apăsa butonul CLOCK.
Starea 5: Ceas - ÎNALT; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Pentru intrările de stat 5, LED-ul VERDE luminează indicând ca Q să fie HIGH și LED-ul ROȘU să arate Q 'să fie LOW. Această stare este, de asemenea, stabilă și rămâne acolo până la următorul ceas și intrare. Deoarece Ceasul este declanșat de la marginea LOW la HIGH, butonul de intrare D trebuie apăsat înainte de a apăsa butonul CLOCK.
