Ο όρος flip-flop (FF) εφευρέθηκε το έτος 1918 από τους Βρετανούς φυσικούς F.W Jordan και William Eccles. Ονομάστηκε ως κύκλωμα σκανδάλης Eccles Jordan και περιλαμβάνει δύο ενεργά στοιχεία. Ο σχεδιασμός του FF χρησιμοποιήθηκε στον βρετανικό κολοσσό υπολογιστή που έσπασε τον κώδικα το 1943. Οι εκδόσεις τρανζίστορ αυτών των κυκλωμάτων ήταν κοινές σε υπολογιστές, ακόμη και μετά την επισκόπηση του ολοκληρωμένα κυκλώματα , αν και τα FF που κατασκευάζονται από λογικές πύλες είναι επίσης κοινά τώρα. Το πρώτο κύκλωμα flip-flop ήταν γνωστό διαφορετικά ως κυκλώματα πολλαπλών δονητών ή ενεργοποίησης.
Το FF είναι ένα στοιχείο κυκλώματος όπου το o / p όχι μόνο εξαρτάται από τις τρέχουσες εισόδους αλλά επίσης εξαρτάται από την προηγούμενη είσοδο και o / ps. Η κύρια διαφορά μεταξύ του κυκλώματος flip flop και ενός μανδάλου είναι ότι το FF περιλαμβάνει σήμα ρολογιού, ενώ το μάνδαλο δεν το κάνει. Βασικά, υπάρχουν τέσσερα είδη μανδάλων & FF, δηλαδή: T, D, SR και JK. Οι κύριες διαφορές μεταξύ αυτών των ειδών FF και μανδάλων είναι ο αριθμός των εισόδων που έχουν και πώς αλλάζουν τις καταστάσεις. Υπάρχουν διαφορετικές διαφορές για κάθε είδος FF και μανδάλων που μπορούν να αυξήσουν τη λειτουργία τους. Ακολουθήστε τον παρακάτω σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα Διαφορετικοί τύποι μετατροπής flip flop
Τι είναι το Flip Flop Circuit;
Ο σχεδιασμός του κυκλώματος flip flop μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας λογικές πύλες όπως δύο πύλες NAND και NOR. Κάθε flip flop αποτελείται από δύο εισόδους και δύο εξόδους, δηλαδή set and reset, Q και Q ’. Αυτό το είδος flip flop αναφέρεται ως SR flip flop ή SR μάνδαλο.
Το FF περιλαμβάνει δύο καταστάσεις που φαίνονται στο παρακάτω σχήμα. Όταν Q = 1 καιQ ’= 0 τότε είναι στην κατάσταση που έχει. Όταν Q = 0 και Q ’= 1 τότε βρίσκεται σε καθαρή κατάσταση. Οι έξοδοι Q και Q του FF είναι συμπληρωματικές μεταξύ τους και δηλώνονται ως οι κανονικές και συμπληρωματικές έξοδοι αντίστοιχα. Η δυαδική κατάσταση του flip flop θεωρείται η κανονική τιμή εξόδου.
Όταν η είσοδος 1 εφαρμόζεται στο flip flop, και οι δύο έξοδοι του FF πηγαίνουν στο 0, οπότε και τα δύο o / p είναι συμπληρωματικά μεταξύ τους. Κατά την κανονική λειτουργία, αυτή η ασθένεια πρέπει να παραμεληθεί διασφαλίζοντας ότι αυτές δεν εφαρμόζονται ταυτόχρονα και στις δύο εισόδους.
Τύποι σαγιονάρων
Τα κυκλώματα Flip flop ταξινομούνται σε τέσσερις τύπους με βάση τη χρήση του, δηλαδή D-Flip Flop, T- Flip Flop, SR- Flip Flop και JK- Flip Flop.
SR-Flip Flop
Το SR-flip flop είναι κατασκευασμένο με δύο πύλες AND και ένα βασικό NOR flip flop. Τα o / ps των δύο πυλών AND παραμένουν στο 0 εφόσον ο παλμός CLK είναι 0, ανεξάρτητα από τις τιμές S και R i / p. Όταν ο παλμός CLK είναι 1, οι πληροφορίες από τις εισόδους S και R επιτρέπουν μέσω του βασικού FF. Όταν S = R = 1, η εμφάνιση παλμού ρολογιού ριζώνει και τα δύο o / ps στο 0. Όταν ο παλμός CLK αποσυνδέεται, η κατάσταση του FF είναι ασταθής.
SR Flip Flop
D Flip Flop
Η απλοποίηση του SR flip flop δεν είναι παρά το D flip-flop που φαίνεται στο σχήμα. Η είσοδος του D-flip flop πηγαίνει κατευθείαν στην είσοδο S και το συμπλήρωμά της πηγαίνει στο i / p R. Η είσοδος D γίνεται δειγματοληψία καθ 'όλη την ύπαρξη ενός παλμού CLK. Εάν είναι 1, τότε το FF μεταβαίνει στην κατάσταση ρύθμισης. Εάν είναι 0, τότε το FF μεταβαίνει σε καθαρή κατάσταση.
D Flip Flop
JK Flip Flop
Το JK-FF είναι μια απλοποίηση του SR-flip flop. Οι είσοδοι των σαγιονάρων J και K συμπεριφέρονται όπως οι είσοδοι S & R. Όταν η είσοδος 1 εφαρμόζεται και στις δύο εισόδους J και K, τότε το FF μεταβαίνει στην κατάσταση συμπληρώματος. Η εικόνα αυτού του flip flop φαίνεται παρακάτω. Ο σχεδιασμός του JK FF μπορεί να γίνει με τέτοιο τρόπο ώστε το o / p Q να είναι ANDed με P και. Αυτή η διαδικασία γίνεται έτσι ώστε το FF να εκκαθαρίζεται κατά τη διάρκεια ενός παλμού CLK μόνο εάν η έξοδος ήταν προηγουμένως 1. Με τον ίδιο τρόπο, η έξοδος είναι ANDed με J & CP, έτσι ώστε το FF να εκκαθαρίζεται κατά τη διάρκεια ενός παλμού CLK μόνο Q 'ήταν προηγουμένως 1.
JK Flip Flop
- Όταν J = K = 0, το CLK δεν έχει καμία επίδραση στο o / p και το o / p του FF είναι παρόμοιο με την προηγούμενη τιμή του. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν και οι δύο J & K είναι 0, το o / p της συγκεκριμένης πύλης AND γίνεται 0.
- Όταν J = 0, K = 1, το o / p της πύλης AND είναι ισοδύναμο με το J γίνεται 0, S = 0 και R = 1 έτσι το Q 'γίνεται 0. Αυτή η συνθήκη θα αλλάξει το FF. Αυτό σημαίνει την κατάσταση RESET του FF.
T Flip Flop
Το T-flip flop ή το εναλλακτικό flip flop είναι μια μονή έκδοση i / p του JK-flip flop. Η λειτουργία αυτού του FF έχει ως εξής: Όταν η είσοδος του T είναι «0» έτσι ώστε το «T» να κάνει την επόμενη κατάσταση που είναι παρόμοια με την τρέχουσα κατάσταση. Αυτό σημαίνει ότι όταν η είσοδος του T-FF είναι 0 τότε η παρούσα κατάσταση και η επόμενη κατάσταση θα είναι 0. Ωστόσο, εάν το i / p του T είναι 1 τότε η παρούσα κατάσταση είναι αντίστροφη στην επόμενη κατάσταση. Αυτό σημαίνει, όταν T = 1, τότε η παρούσα κατάσταση = 0 και η επόμενη κατάσταση = 1)
T Flip Flop
Εφαρμογές των Flip Flops
Η εφαρμογή του κυκλώματος flip flop περιλαμβάνει κυρίως το διακόπτη εξάλειψης αναπήδησης, την αποθήκευση δεδομένων, τη μεταφορά δεδομένων, το μάνδαλο, τους καταχωρητές, τους μετρητές, τη διαίρεση συχνότητας, τη μνήμη κ.λπ. Μερικά από αυτά συζητούνται παρακάτω.
Μητρώα
Ένα μητρώο είναι μια συλλογή από ένα σύνολο σαγιονάρων που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ενός συνόλου bit. Για παράδειγμα, αν θέλετε να αποθηκεύσετε ένα N-bit λέξεων χρειάζεστε N αριθμό FFS. Το AFF μπορεί να αποθηκεύσει μόνο ένα bit δεδομένων (0 ή 1). Ένας αριθμός FF χρησιμοποιούνται όταν ο αριθμός των bit δεδομένων που θα αποθηκευτούν. Το μητρώο είναι ένα σύνολο FF που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση δυαδικών δεδομένων. Η χωρητικότητα αποθήκευσης δεδομένων ενός μητρώου είναι ένα σύνολο bit ψηφιακών δεδομένων που μπορεί να διατηρήσει. Η φόρτωση ενός καταχωρητή μπορεί να οριστεί ως ρύθμιση ή επαναφορά των ξεχωριστών FF, δηλ. Παροχή δεδομένων στο μητρώο, έτσι ώστε η κατάσταση του FF να επικοινωνεί με τα κομμάτια δεδομένων που θα αποθηκευτούν.
Η φόρτωση δεδομένων μπορεί να είναι σειριακή ή παράλληλη. Σε σειριακή φόρτωση, τα δεδομένα μεταφέρονται στο μητρώο με τη μορφή σειριακού (δηλ. Ένα bit κάθε φορά), αλλά σε παράλληλη φόρτωση, τα δεδομένα μεταδίδονται στο μητρώο με τη μορφή παράλληλης μορφής που σημαίνει, όλα τα FF ενεργοποιούνται στις νέες τους καταστάσεις ταυτόχρονα. Η παράλληλη είσοδος απαιτεί να είναι προσβάσιμα οι έλεγχοι SET ή RESET κάθε FF.
RAM (Μνήμη τυχαίας προσπέλασης)
Η μνήμη RAM χρησιμοποιείται σε υπολογιστές, συστήματα επεξεργασίας πληροφοριών, ψηφιακά συστήματα ελέγχου Είναι απαραίτητο να αποθηκεύσετε ψηφιακά δεδομένα και να ανακτήσετε τα δεδομένα όπως προτιμάτε. Το FFS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αναμνήσεων στις οποίες οι πληροφορίες μπορούν να αποθηκευτούν για οποιοδήποτε απαιτούμενο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια να παραδοθούν όποτε απαιτείται.
Οι πληροφορίες που αποθηκεύονται σε μνήμες ανάγνωσης-εγγραφής που έχουν δημιουργηθεί από συσκευές ημιαγωγών που θα χαθούν εάν αποσυνδεθεί η ισχύς, ότι η μνήμη λέγεται ότι είναι ασταθής. Αλλά η μνήμη μόνο για ανάγνωση δεν είναι πτητική. Η μνήμη RAM είναι η μνήμη των οποίων οι θέσεις μνήμης μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας και άμεσα. Αντίθετα, για να αποκτήσετε πρόσβαση σε μια θέση μνήμης σε μαγνητική ταινία, απαιτείται να στρίψετε ή να αποσυνδέσετε την ταινία και να περάσετε από μια σειρά διευθύνσεων πριν φτάσετε στην προτιμώμενη διεύθυνση. Έτσι, η ταινία ονομάζεται διαδοχική μνήμη πρόσβασης.
Επομένως, όλα αυτά αφορούν το flip flop, το flip flop circuit, τους τύπους flip flop και τις εφαρμογές. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, τυχόν ερωτήσεις σχετικά με αυτήν την ιδέα ή ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά έργα , δώστε τις πολύτιμες προτάσεις σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια λειτουργία των σαγιονάρων στα ψηφιακά ηλεκτρονικά;
