- D Flip-flop:
- Szükséges alkatrészek:
- D Flip-Flop áramkör diagram és magyarázat:
- A D Flip-Flop gyakorlati bemutatása:
Az elektronikában a digitális kifejezés az adatok generálását, feldolgozását vagy tárolását jelenti két állapot formájában. A két állapot HIGH vagy LOW, pozitív vagy nem pozitív, beállított vagy nullázott lehet, ami végül bináris. A magas értéke 1, az alacsony értéke 0, ezért a digitális technológiát 0 és 1 sorokként fejezik ki. Ilyen például a 011010, amelyben minden kifejezés egy egyedi állapotot képvisel. Ez a hardveres reteszelési folyamat bizonyos összetevők felhasználásával történik, például retesz vagy Flip-flop, Multiplexer, Demultiplexer, Encoders, Decoder és így tovább, szekvenciális logikai áramkörként.
Szóval, megbeszéljük a reteszként is hívott papucsokat. A reteszek két stabil állapotú Bistable Multivibrator-ként is felfoghatók. Általában ezek a reteszes áramkörök lehetnek aktív-magas vagy aktív-alacsony szintek, és HIGH vagy LOW jelekkel indíthatják őket.
A papucsok általános típusai a következők:
- RS flip-flop (RESET-SET)
- D Flip-flop (adatok)
- JK flip-flop (Jack-Kilby)
- T Flip-flop (Toggle)
A fenti típusok közül csak JK és D papucs áll rendelkezésre integrált IC formában, és széles körben használják az alkalmazások többségében. Itt ebben a cikkben a D típusú Flip Flopról fogunk beszélgetni.
D Flip-flop:
D A papucsokat a memóriatároló elemek és az adatfeldolgozók részeként is használják. A D flip-flop NAND kapuval vagy NOR kapuval készíthető. Sokoldalúsága miatt IC csomagként kaphatók. A D flip-flop fő alkalmazásai az időzítési áramkör késleltetése, mint puffer, az adatok meghatározott időközönként történő mintavétele. A D flip-flop a vezetékek csatlakoztatását tekintve egyszerűbb, mint a JK flip-flop. Itt NAND kapukat használunk a D flip flop bemutatására.
Amikor az órajel LOW, a bemenet soha nem fogja befolyásolni a kimeneti állapotot. Az órának magasnak kell lennie ahhoz, hogy a bemenetek aktívak legyenek. Tehát a D flip-flop egy vezérelt kétstabil retesz, ahol az órajel a vezérlőjel. Ez ismét pozitív éllel indított D flip-flopra és negatív él-D-flip-flopra oszlik. Így a kimenetnek két stabil állapota van az alábbiakban tárgyalt bemenetek alapján.
A D Flip-Flop igazságtáblázata:
|
Óra |
BEMENET |
KIMENET |
|
|
D |
Q |
Q ' |
|
|
ALACSONY |
x |
0 |
1 |
|
MAGAS |
0 |
0 |
1 |
|
MAGAS |
1 |
1 |
0 |
A D (Data) a D flip-flop bemeneti állapota. A Q és Q 'a flip-flop kimeneti állapotát jelenti. A táblázat szerint a bemenetek alapján a kimenet megváltoztatja az állapotát. Fontos azonban figyelembe venni, hogy mindez csak az órajel jelenlétében fordulhat elő. Ez pontosan úgy működik, mint az SR flip-flop, csak az ingyenes bemeneteknél.
D Flip-Flop ábrázolása logikai kapuk segítségével:
|
BEMENET |
KIMENET |
|
|
1. bemenet |
2. bemenet |
3. kimenet |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Így összehasonlítva a NAND kapu igazságtáblázatát és felhasználva a bemeneteket a D flip-flop igazságtáblázatban megadottak szerint, a kimenet elemezhető. A fenti összeállítást háromlépcsős szerkezetként elemezve, figyelembe véve az előző állapotot (Q ') 0-nak
amikor D = 1 és ÓRA = MAGAS
Kimenet: Q = 1, Q '= 0. A munka megfelelő.
ELŐZETES és TISZT:
A D flip flopnak van még két bemenete: PRESET és CLEAR. A HIGH jel a CLEAR csapra a Q kimenetet nullázza, ami 0. A HIGH jel a PRESET pinhez hasonlóan a Q kimenetet állítja be az 1. értékre. Ezért a név maga magyarázza a csapok leírását.
|
Óra |
BEMENET |
KIMENET |
|||
|
PRESET |
EGYÉRTELMŰ |
D |
Q |
Q ' |
|
|
x |
MAGAS |
ALACSONY |
x |
1 |
0 |
|
x |
ALACSONY |
MAGAS |
x |
0 |
1 |
|
x |
MAGAS |
MAGAS |
x |
1 |
1 |
|
MAGAS |
ALACSONY |
ALACSONY |
0 |
0 |
1 |
|
MAGAS |
ALACSONY |
ALACSONY |
1 |
1 |
0 |
IC csomag:
Az itt használt IC a HEF4013BP (kettős D típusú flip-flop). Ez egy 14 tűs csomag, amely 2 különálló D flip-flopot tartalmaz. Az alábbiakban a csapdiagram és a csapok megfelelő leírása található.
|
PIN kódot |
PIN leírás |
|
Q |
Igaz kimenet |
|
Q ' |
Bók kimenet |
|
CP |
Óra bemenet |
|
CD |
CLEAR-Közvetlen bemenet |
|
D |
Bemenő adat |
|
SD |
PRESET-Direct bemenet |
|
V SS |
Talaj |
|
V DD |
Tápfeszültség |
Szükséges alkatrészek:
- IC HEF4013BP (Dual D flip-flop) - 1No.
- LM7805 - 1No.
- Tapintható kapcsoló - 4
- 9 V-os akkumulátor - 1
- LED (zöld - 1; piros - 1)
- Ellenállások (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Kenyérlemez
- Csatlakozó vezetékek
D Flip-Flop áramkör diagram és magyarázat:
Itt az IC HEF4013BP- t használtuk a D Flip Flop áramkör bemutatására, amelynek két D típusú Flip flop van benne. Az IC HEF4013BP V DD áramforrása 0 és 18 V között mozog, és az adatok rendelkezésre állnak az adatlapon. Az alábbi pillanatkép azt mutatja. Mivel kimenetén LED-et használtunk, a forrást 5 V-ra korlátoztuk.
LM7805 szabályozót használtunk a LED feszültségének korlátozására.
A D Flip-Flop gyakorlati bemutatása:
A D (Data), PR (Preset), CL (Clear) gombok a D flip-flop bemenetei. A két Q és Q 'LED a flip-flop kimeneti állapotát jelenti. A 9V-os akkumulátor az LM7805 feszültségszabályozó bemeneteként működik. Ezért a szabályozott 5 V-os kimenetet használják Vcc-ként és pin-ként az IC felé. Így a D különböző bemeneténél a megfelelő kimenet látható a Q és Q 'LED-en keresztül.
A CLK, CL, D és PR csapokat általában az eredeti állapotban húzzák le, az alábbiak szerint. Ezért az alapértelmezett bemeneti állapot LOW lesz az összes csapon. Így az igazságtáblázat szerinti kiindulási állapot a fent látható. Q = 1, Q '= 0.
Az alábbiakban a D típusú Flip-Flop különféle állapotait ismertettük a kenyérlapra készített D flip flop áramkör segítségével.
1. állapot:
Óra - LOW; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
Az 1. állapot bemeneteknél a RED led izzó jelzi, hogy a Q 'MAGAS, a ZÖLD pedig azt mutatja, hogy Q alacsony. Amint azt fentebb tárgyaltuk, amikor a CLEAR beállítása HIGH, a Q értéke 0, és fent látható.
2. állapot:
Óra - LOW; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
A 2. állapot bemenetéhez a ZÖLD LED világít, jelezve, hogy a Q HIGH, a RED led pedig azt, hogy Q 'LOW. Amint azt fentebb tárgyaltuk, amikor a PRESET értéke HIGH, a Q értéke 1, és fent látható.
3. állapot: Óra - LOW; D - 0; PR - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
A 3. állapot bemenetéhez a VÖRÖS és ZÖLD LED világítás jelzi, hogy a Q és Q 'kezdetben HIGH. Amikor a PR és a CL lehúzza a gombok elengedésén, az állapot törlődik.
4. állapot: Óra - MAGAS; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
A 4. állapot bemenetéhez a RED led izzó jelzi, hogy a Q 'MAGAS, a ZÖLD pedig azt mutatja, hogy Q alacsony. Ez az állapot stabil, és a következő óráig és bemenetig ott marad. Mivel az ÓRA LOW – HIGH élt vált ki, a D gombot kell megnyomni, mielőtt megnyomná az ÓRA gombot.
5. állapot: Óra - MAGAS; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Az 5. állapot bemenetéhez a ZÖLD LED világít, jelezve, hogy a Q HIGH, a RED LED pedig azt, hogy Q 'LOW. Ez az állapot szintén stabil, és ott marad a következő óráig és bemenetig. Mivel az ÓRA LOW – HIGH élt vált ki, a D gombot kell megnyomni, mielőtt megnyomná az ÓRA gombot.
