Elettronica digitale: tutorial sui flip-flop

Elettronica digitale: tutorial sui flip-flop

Il termine flip-flop (FF) è stato inventato nell'anno 1918 dal fisico britannico F.W Jordan e William Eccles. È stato chiamato come circuito di attivazione di Eccles Jordan e include due elementi attivi. Il design del FF è stato utilizzato nel computer per la decodifica del codice British Colossus nel 1943. Le versioni transistorizzate di questi circuiti erano comuni nei computer, anche dopo la panoramica circuiti integrati , anche se ora sono comuni anche gli FF creati da porte logiche. Il primo circuito flip-flop era noto in modo diverso come multivibratori o circuiti di trigger.



FF è un elemento del circuito in cui l'o / p non dipende solo dagli ingressi presenti, ma dipende anche dall'ingresso precedente e da o / ps. La principale differenza tra il circuito flip flop e un latch è che un FF include un segnale di clock, mentre un latch no. Fondamentalmente, ci sono quattro tipi di latch e FF, ovvero: T, D, SR e JK. Le principali differenze tra questi tipi di FF e latch sono il numero di input che hanno e il modo in cui alterano gli stati. Esistono diverse differenze per ogni tipo di FF e latch che possono aumentare le loro operazioni. Segui il link sottostante per saperne di più Diversi tipi di conversione flip flop


Cos'è un circuito Flip Flop?

La progettazione del circuito del flip flop può essere eseguita utilizzando porte logiche come due porte NAND e NOR. Ogni flip flop è costituito da due ingressi e due uscite, vale a dire set e reset, Q e Q '. Questo tipo di flip flop è indicato come flip flop SR o latch SR.





L'FF include due stati mostrati nella figura seguente. Quando Q = 1 e Q ’= 0 allora è nello stato impostato. Quando Q = 0 e Q ’= 1 allora è nello stato chiaro. Le uscite Q e Q 'di FF sono complementari l'una dell'altra e sono indicate rispettivamente come uscite normali e complementari. Lo stato binario del flip flop è considerato il valore di uscita normale.

Quando l'ingresso 1 viene applicato al flip flop, entrambe le uscite dell'FF vanno a 0, quindi entrambi gli o / p sono complementari l'uno dell'altro. Durante il normale funzionamento, questo disturbo deve essere trascurato assicurandosi che non vengano applicati a entrambi gli ingressi contemporaneamente.



Tipi di infradito

I circuiti flip flop sono classificati in quattro tipi in base al suo utilizzo, vale a dire D-Flip Flop, T-Flip Flop, SR-Flip Flop e JK-Flip Flop.


SR-Flip Flop

L'SR-flip flop è costruito con due porte AND e un flip flop NOR di base. L'o / ps delle due porte AND rimane a 0 fintanto che l'impulso CLK è 0, indipendentemente dai valori S e R i / p. Quando l'impulso CLK è 1, le informazioni dagli ingressi S e R lo consentono attraverso l'FF di base. Quando S = R = 1, l'occorrenza dell'impulso di clock radice entrambi gli o / ps vanno a 0. Quando l'impulso CLK viene staccato, lo stato dell'FF non è dichiarato.

Flip Flop SR

Flip Flop SR

D Flip Flop

La semplificazione del flip flop SR non è altro che il flip-flop D mostrato in figura. L'ingresso del D-flip flop va direttamente all'ingresso S e il suo complemento va all'i / p R. L'ingresso D viene campionato per tutta l'esistenza di un impulso CLK. Se è 1, l'FF passa allo stato impostato. Se è 0, l'FF passa allo stato chiaro.

D Flip Flop

D Flip Flop

JK Flip Flop

Un JK-FF è una semplificazione del flip flop SR. Gli ingressi dei flip flop J e K si comportano come gli ingressi S e R. Quando l'ingresso 1 è applicato a entrambi gli ingressi J e K, FF passa allo stato di complemento. La figura di questo flip flop è mostrata di seguito. La progettazione di JK FF può essere eseguita in modo tale che l'o / p Q sia associato a AND con P e. Questa procedura viene eseguita in modo che l'FF venga azzerato durante un impulso CLK solo se l'uscita era precedentemente 1. Allo stesso modo, l'uscita viene azzerata con J & CP in modo che l'FF venga azzerato durante un impulso CLK solo Q 'era in precedenza 1.

JK Flip Flop

JK Flip Flop

  • Quando J = K = 0, CLK non ha effetto su o / p e o / p di FF è simile al suo valore precedente. Questo perché quando entrambi J e K sono 0, l'o / p della loro particolare porta AND diventa 0.
  • Quando J = 0, K = 1, l'o / p della porta AND è equivalente a J diventa 0 cioè S = 0 e R = 1 quindi Q 'diventa 0. Questa condizione cambierà FF. Ciò indica lo stato di RESET di FF.

T Flip Flop

Il T-flip flop o toggle flip flop è una singola versione i / p del JK-flip flop. Il funzionamento di questo FF è il seguente: Quando l'ingresso di T è '0' tale che la 'T' creerà lo stato successivo che è simile allo stato corrente. Ciò significa che quando l'ingresso di T-FF è 0, lo stato presente e lo stato successivo saranno 0. Tuttavia, se i / p di T è 1, lo stato attuale è inverso allo stato successivo. Ciò significa che quando T = 1, lo stato attuale = 0 e lo stato successivo = 1)

T Flip Flop

T Flip Flop

Applicazioni di infradito

L'applicazione del circuito flip flop riguarda principalmente l'interruttore di eliminazione dei rimbalzi, l'archiviazione dei dati, il trasferimento dei dati, il latch, i registri, i contatori, la divisione di frequenza, la memoria, ecc.

Registri

Un registro è una raccolta di una serie di infradito utilizzata per memorizzare una serie di bit. Ad esempio, se si desidera memorizzare un N bit di parole, è necessario un numero N di FFS. AFF può memorizzare solo un bit di dati (0 o 1). Quando il numero di bit di dati da memorizzare viene utilizzato un certo numero di FF. Un registro è un insieme di FF utilizzati per memorizzare dati binari. La capacità di memorizzazione dei dati di un registro è un insieme di bit di dati digitali che può conservare. Il caricamento di un registro può essere definito come l'impostazione o il ripristino degli FF separati, ovvero l'inserimento di dati nel registro in modo che lo stato dell'FF comunichi ai bit di dati da memorizzare.

Il caricamento dei dati può essere seriale o parallelo. Nel caricamento seriale, i dati vengono trasferiti nel registro sotto forma di seriale (cioè, un bit alla volta), ma nel caricamento parallelo, i dati vengono trasmessi nel registro sotto forma di forma parallela che significa, tutti gli FF vengono attivati ​​nel loro nuovo stato contemporaneamente. L'ingresso parallelo richiede che i controlli SET o RESET di ogni FF siano accessibili.

RAM (memoria ad accesso casuale)

La RAM è utilizzata nei computer, nei sistemi di elaborazione delle informazioni, nel digitale sistemi di controllo è necessario memorizzare i dati digitali e recuperare i dati come preferito. FFS può essere utilizzato per creare memorie in cui le informazioni possono essere archiviate per qualsiasi periodo di tempo richiesto e quindi consegnate quando richiesto.

Le informazioni immagazzinate in memorie di lettura-scrittura costruite da dispositivi semiconduttori che andranno perse se l'alimentazione viene scollegata, si dice che quella memoria sia instabile. Ma la memoria di sola lettura non è volatile. La RAM è la memoria le cui posizioni di memoria possono essere utilizzate direttamente e istantaneamente. Al contrario, per accedere a una posizione di memoria su un nastro magnetico, è necessario attorcigliare o srotolare il nastro e passare attraverso una serie di indirizzi prima di raggiungere l'indirizzo preferito. Quindi, il nastro è chiamato memoria ad accesso sequenziale.

Pertanto, si tratta di flip flop, circuito flip flop, tipi di flip flop e applicazioni. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, qualsiasi domanda riguardante questo concetto o progetti elettrici ed elettronici , per favore dai i tuoi preziosi suggerimenti nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, qual è la funzione principale delle infradito nell'elettronica digitale?