- D Flip-flop:
- Nødvendige komponenter:
- D Flip-Flop kredsløbsdiagram og forklaring:
- Praktisk demonstration af D Flip-Flop:
Udtrykket digital inden for elektronik repræsenterer datagenerering, -behandling eller -lagring i form af to tilstande. De to tilstande kan repræsenteres som HØJ eller LAV, positiv eller ikke-positiv, indstillet eller nulstillet, hvilket i sidste ende er binært. Det høje er 1 og lavt er 0, og dermed udtrykkes den digitale teknologi som serier på 0 og 1. Et eksempel er 011010, hvor hvert udtryk repræsenterer en individuel tilstand. Denne låseproces i hardware udføres således ved hjælp af visse komponenter som latch eller Flip-flop, Multiplexer, Demultiplexer, Encoders, Decoders og osv. Kaldes kollektivt som sekventielle logiske kredsløb.
Så vi skal diskutere om Flip-flops, også kaldet låse. Låsene kan også forstås som Bistable Multivibrator som to stabile tilstande. Generelt kan disse låsekredsløb være enten aktiv-høj eller aktiv-lav, og de kan udløses af henholdsvis HIGH eller LOW-signaler.
De almindelige typer flip-flops er,
- RS Flip-flop (RESET-SET)
- D Flip-flop (data)
- JK Flip-flop (Jack-Kilby)
- T Flip-flop (Skift)
Af de ovennævnte typer er kun JK- og D-flip-flops tilgængelige i den integrerede IC-form og bruges også bredt i de fleste applikationer. Her i denne artikel vil vi diskutere om D-type Flip Flop.
D Flip-flop:
D Flip-flops bruges også som en del af hukommelseslagerelementer og databehandlere. D flip-flop kan bygges ved hjælp af NAND gate eller med NOR gate. På grund af dets alsidighed er de tilgængelige som IC-pakker. De vigtigste anvendelser af D flip-flop er at indføre forsinkelse i timing kredsløb, som en buffer, sampling af data med specifikke intervaller. D flip-flop er enklere med hensyn til ledningsforbindelse sammenlignet med JK flip-flop. Her bruger vi NAND-porte til at demonstrere D-flip-flop.
Når urets signal er LAV, påvirker indgangen aldrig outputtilstanden. Uret skal være højt for at indgangene skal blive aktive. D-flip-flop er således en kontrolleret, bi-stabil låse, hvor urets signal er styresignalet. Igen bliver dette opdelt i positiv kantudløst D flip flop og negativ kant udløst D flip-flop. Således har output to stabile tilstande baseret på de input, der er blevet diskuteret nedenfor.
Sandhedstabel af D Flip-Flop:
|
Ur |
INDGANG |
PRODUKTION |
|
|
D |
Q |
Q ' |
|
|
LAV |
x |
0 |
1 |
|
HØJ |
0 |
0 |
1 |
|
HØJ |
1 |
1 |
0 |
D (data) er inputtilstanden for D flip-flop. Q og Q 'repræsenterer flip-flopens outputtilstande. I henhold til tabellen ændrer output baseret på indgangene sin tilstand. Men det vigtige at overveje er, at alle disse kun kan forekomme i nærværelse af urets signal. Dette fungerer nøjagtigt som SR-flip-flop til de gratis input alene.
Repræsentation af D Flip-Flop ved hjælp af logiske porte:
|
INDGANG |
PRODUKTION |
|
|
Indgang 1 |
Indgang 2 |
Udgang 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Således kan man sammenligne NAND-gate-sandhedstabellen og anvende input som angivet i D-flip-flop-sandhedstabel. Analyse af ovenstående samling som en tretrinsstruktur, der betragter den tidligere tilstand (Q ') til at være 0
når D = 1 og UR = HØJ
Output: Q = 1, Q '= 0. Arbejdet er korrekt.
FORUDINDSTILLET og RET:
D flip flop har yderligere to indgange, nemlig PRESET og CLEAR. Et HIGH signal til CLEAR pin vil få Q output til at nulstille det der er 0. På samme måde vil et HIGH signal til PRESET pin få Q output til at indstille det er 1. Derfor forklarer selve navnet beskrivelsen af pinsene.
|
Ur |
INDGANG |
PRODUKTION |
|||
|
PRESET |
KLAR |
D |
Q |
Q ' |
|
|
x |
HØJ |
LAV |
x |
1 |
0 |
|
x |
LAV |
HØJ |
x |
0 |
1 |
|
x |
HØJ |
HØJ |
x |
1 |
1 |
|
HØJ |
LAV |
LAV |
0 |
0 |
1 |
|
HØJ |
LAV |
LAV |
1 |
1 |
0 |
IC-pakke:
Den IC bruges her er HEF4013BP (Dual D-type flip-flop). Det er en 14-benet pakke, der indeholder 2 individuelle D-flip-flop i den. Nedenfor er stiftdiagrammet og den tilsvarende beskrivelse af stifterne.
|
PIN |
PIN-beskrivelse |
|
Q |
Ægte output |
|
Q ' |
Kompliment output |
|
CP |
Urindgang |
|
CD |
CLEAR-Direct input |
|
D |
Datainput |
|
SD |
PRESET-Direct input |
|
V SS |
Jord |
|
V DD |
Forsyningsspænding |
Nødvendige komponenter:
- IC HEF4013BP (Dual D flip-flop) - 1Nr.
- LM7805 - 1Nr.
- Taktil kontakt - 4Nr.
- 9V batteri - 1Nr.
- LED (grøn - 1; rød - 1)
- Modstande (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Brødbræt
- Tilslutning af ledninger
D Flip-Flop kredsløbsdiagram og forklaring:
Her har vi brugt IC HEF4013BP til demonstration af D Flip Flop Circuit, som har to D-type Flip Flops indeni. IC HEF4013BP-strømkilden V DD varierer fra 0 til 18V, og dataene er tilgængelige i databladet. Nedenfor viser snapshot det. Da vi har brugt LED ved output, er kilden begrænset til 5V.
Vi har brugt en LM7805-regulator til at begrænse LED-spændingen.
Praktisk demonstration af D Flip-Flop:
Knapperne D (Data), PR (Preset), CL (Clear) er indgangene til D flip-flop. De to lysdioder Q og Q 'repræsenterer flip-flops outputtilstande. 9V batteriet fungerer som input til spændingsregulatoren LM7805. Derfor bruges den regulerede 5V-udgang som Vcc- og stiftforsyning til IC. For forskellige indgange ved D kan den tilsvarende udgang således ses gennem LED Q og Q '.
De stifter CLK, CL, D og PR normalt trukket ned i udgangstilstanden, som vist nedenfor. Derfor er standardindgangstilstanden LAV på tværs af alle benene. Således er den oprindelige tilstand ifølge sandhedstabellen som vist ovenfor. Q = 1, Q '= 0.
Nedenfor har vi beskrevet de forskellige tilstande af D-type Flip-Flop ved hjælp af D-flip-flop-kredsløb lavet på breadboard.
Tilstand 1:
Ur - LAV; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
For tilstand 1-indgange lyser den RØDE LED, der indikerer, at Q 'er HØJ, og GRØN led viser, at Q er LAV. Som beskrevet ovenfor, når CLEAR er indstillet til HIGH, nulstilles Q til 0 og kan ses ovenfor.
Tilstand 2:
Ur - LAV; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
For tilstand 2-indgange lyser den GRØNNE lysdiode, der indikerer, at Q er HØJ, og RØD led viser, at Q 'er LAV. Som diskuteret ovenfor, når PRESET er indstillet til HIGH, er Q sat til 1 og kan ses ovenfor.
Tilstand 3: Ur - LAV; D - 0; PR - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
For statens 3 indgange lyser RØD og GRØN ledet, der indikerer, at Q og Q 'oprindeligt er HØJ. Når PR og CL trækkes ned, når knapperne slippes, går tilstanden til at rydde.
Tilstand 4: Ur - HØJ; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
For statens 4 indgange lyser den RØDE led, der indikerer, at Q 'er HØJ, og GRØN led viser, at Q er LAV. Denne tilstand er stabil og forbliver der indtil næste ur og input. Da UR er lav til HØJ kant udløst, skal der trykkes på D input-knappen, inden der trykkes på UR-knappen.
Tilstand 5: Ur - HØJ; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
For statens 5 indgange lyser den GRØNNE LED, hvilket indikerer, at Q er HØJ, og RØD led viser, at Q 'er LAV. Denne tilstand er også stabil og forbliver der indtil næste ur og input. Da UR er lav til HØJ kant udløst, skal der trykkes på D input-knappen, inden der trykkes på UR-knappen.
