Der Begriff Flip-Flop (FF) wurde 1918 von den britischen Physikern F.W. Jordan und William Eccles erfunden. Es wurde als Eccles Jordan Triggerschaltung bezeichnet und enthält zwei aktive Elemente. Das Design des FF wurde im Jahr 1943 in dem Code-Breaking-Computer von British Colossus verwendet. Die transistorisierten Versionen dieser Schaltungen waren in Computern auch nach der Übersicht von üblich integrierte Schaltkreise , obwohl FFs aus Logikgattern jetzt auch üblich sind. Die erste Flip-Flop-Schaltung war anders als Multivibratoren oder Triggerschaltungen bekannt.
FF ist ein Schaltungselement, bei dem der O / P nicht nur von den aktuellen Eingängen abhängt, sondern auch vom vorherigen Eingang und den O / Ps. Der Hauptunterschied zwischen der Flip-Flop-Schaltung und einem Latch besteht darin, dass ein FF ein Taktsignal enthält, während ein Latch dies nicht tut. Grundsätzlich gibt es vier Arten von Latches und FFs: T, D, SR und JK. Die Hauptunterschiede zwischen diesen Arten von FFs und Latches sind die Anzahl ihrer Eingänge und wie sie die Zustände verändern. Es gibt unterschiedliche Unterschiede für jede Art von FFs und Latches, die ihre Operationen verbessern können. Bitte folgen Sie dem unten stehenden Link, um mehr darüber zu erfahren Verschiedene Arten der Flip-Flop-Umwandlung
Was ist eine Flip-Flop-Schaltung?
Das Entwerfen der Flip-Flop-Schaltung kann unter Verwendung von erfolgen Logikgatter wie zwei NAND- und NOR-Gatter. Jedes Flip-Flop besteht aus zwei Eingängen und zwei Ausgängen, nämlich Setzen und Zurücksetzen, Q und Q '. Diese Art von Flip-Flop wird als SR-Flip-Flop oder SR-Latch bezeichnet.
Der FF enthält zwei Zustände, die in der folgenden Abbildung dargestellt sind. Wenn Q = 1 und Q ’= 0 ist, befindet es sich im eingestellten Zustand. Wenn Q = 0 und Q ’= 1, ist es im klaren Zustand. Die Ausgänge Q und Q des FF sind Komplemente voneinander und werden als normale bzw. Komplementausgänge bezeichnet. Der Binärzustand des Flipflops wird als normaler Ausgangswert angenommen.
Wenn der Eingang 1 an das Flip-Flop angelegt wird, gehen beide Ausgänge des FF auf 0, sodass beide O / Ps komplementär sind. Im regulären Betrieb muss diese Störung vernachlässigt werden, indem sichergestellt wird, dass nicht beide Eingänge gleichzeitig angewendet werden.
Arten von Flip Flops
Flip-Flop-Schaltungen werden basierend auf ihrer Verwendung in vier Typen eingeteilt, nämlich D-Flip-Flop, T-Flip-Flop, SR-Flip-Flop und JK-Flip-Flop.
SR-Flip Flop
Das SR-Flip-Flop besteht aus zwei UND-Gattern und einem einfachen NOR-Flip-Flop. Die o / ps der beiden UND-Gatter bleiben unabhängig von den S- und R i / p-Werten bei 0, solange der CLK-Impuls 0 ist. Wenn der CLK-Impuls 1 ist, ermöglichen Informationen von den S- und R-Eingängen das Basis-FF. Wenn S = R = 1 ist, wurzelt das Auftreten des Taktimpulses beide o / ps auf 0. Wenn der CLK-Impuls getrennt wird, ist der Zustand des FF nicht angegeben.
SR Flip Flop
D Flip Flop
Die Vereinfachung des SR-Flipflops ist nichts anderes als das in der Figur gezeigte D-Flipflop. Der Eingang des D-Flip-Flops geht direkt zum Eingang S und sein Komplement geht zum i / p R. Der D-Eingang wird während des Vorhandenseins eines CLK-Impulses abgetastet. Wenn es 1 ist, wird der FF in den eingestellten Zustand geschaltet. Wenn es 0 ist, wechselt der FF in einen Löschzustand.
D Flip Flop
JK Flip Flop
Ein JK-FF ist eine Vereinfachung des SR-Flip-Flops. Die Eingänge der Flipflops J und K verhalten sich wie die Eingänge S & R. Wenn der Eingang 1 sowohl an die Eingänge J als auch an K angelegt wird, schaltet der FF in seinen Komplementzustand. Die Abbildung dieses Flip-Flops ist unten dargestellt. Das Entwerfen des JK FF kann so erfolgen, dass das o / p Q mit P und UND verknüpft ist. Diese Prozedur wird so gemacht, dass der FF während eines CLK-Impulses nur gelöscht wird, wenn der Ausgang zuvor 1 war. Auf die gleiche Weise wird der Ausgang mit J & CP UND-verknüpft, so dass der FF während eines CLK-Impulses gelöscht wird, wenn nur Q 'war zuvor 1.
JK Flip Flop
- Wenn J = K = 0 ist, hat der CLK keine Auswirkung auf das O / P und das O / P des FF ist ähnlich zu seinem vorherigen Wert. Dies liegt daran, dass, wenn beide J & K 0 sind, das O / P ihres speziellen UND-Gatters 0 wird.
- Wenn J = 0, K = 1 ist, wird das o / p des UND-Gatters äquivalent zu J zu 0, dh S = 0 und R = 1, somit wird Q '0. Diese Bedingung ändert das FF. Dies zeigt den RESET-Zustand von FF an.
T Flip Flop
Das T-Flip-Flop oder Toggle-Flip-Flop ist eine einzelne I / P-Version des JK-Flip-Flops. Die Funktionsweise dieses FF ist wie folgt: Wenn der Eingang des T '0' ist, so dass das 'T' den nächsten Zustand erzeugt, der dem aktuellen Zustand ähnlich ist. Das heißt, wenn der Eingang des T-FF 0 ist, dann ist der gegenwärtige Zustand und der nächste Zustand 0. Wenn jedoch der i / p des T 1 ist, ist der gegenwärtige Zustand zum nächsten Zustand invers. Das heißt, wenn T = 1 ist, dann ist der gegenwärtige Zustand = 0 und der nächste Zustand = 1)
T Flip Flop
Anwendungen von Flip Flops
Die Anwendung der Flip-Flop-Schaltung umfasst hauptsächlich einen Bounce-Eliminierungsschalter, Datenspeicherung, Datenübertragung, Latch, Register, Zähler, Frequenzteilung, Speicher usw. Einige von ihnen werden nachstehend erörtert.
Register
Ein Register ist eine Sammlung eines Satzes von Flip-Flops, die zum Speichern eines Satzes von Bits verwendet werden. Wenn Sie beispielsweise ein N-Bit von Wörtern speichern möchten, benötigen Sie N FFS-Nummern. AFF kann nur ein Datenbit (0 oder 1) speichern. Eine Anzahl von FFs wird verwendet, wenn die Anzahl der zu speichernden Datenbits. Ein Register ist ein Satz von FFs, die zum Speichern von Binärdaten verwendet werden. Die Datenspeicherkapazität eines Registers ist ein Satz von Bits digitaler Daten, die es behalten kann. Das Laden eines Registers kann als Setzen oder Zurücksetzen der separaten FFs definiert werden, d. H. Daten in das Register geben, so dass der Status des FF mit den zu speichernden Datenbits kommuniziert.
Das Laden der Daten kann seriell oder parallel erfolgen. Beim seriellen Laden werden die Daten in Form einer seriellen (dh jeweils ein Bit) in das Register übertragen, beim parallelen Laden werden die Daten jedoch in Form einer parallelen Form, dh aller FFs, in das Register übertragen werden gleichzeitig in ihre neuen Zustände aktiviert. Für die parallele Eingabe müssen die SET- oder RESET-Steuerelemente jedes FF zugänglich sein.
RAM (Direktzugriffsspeicher)
RAM wird in Computern, digitalen Informationsverarbeitungssystemen verwendet Kontroll systeme Es ist notwendig, digitale Daten zu speichern und die Daten wie gewünscht wiederherzustellen. Mit FFS können Speicher erstellt werden, in denen Informationen für eine beliebige Zeitdauer gespeichert und bei Bedarf übermittelt werden können.
Die Informationen, die in Lese- / Schreibspeichern gespeichert sind, die aus Halbleiterbauelementen aufgebaut sind, die verloren gehen, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, werden als instabil bezeichnet. Der Nur-Lese-Speicher ist jedoch nicht flüchtig. RAM ist der Speicher deren Speicherorte direkt und sofort verwendet werden können. Um dagegen auf einen Speicherplatz auf einem Magnetband zuzugreifen, muss das Band gedreht oder aufgedreht und eine Reihe von Adressen durchlaufen werden, bevor die bevorzugte Adresse erreicht wird. Das Band wird also als Speicher für sequentiellen Zugriff bezeichnet.
Daher dreht sich hier alles um das Flip-Flop, die Flip-Flop-Schaltung, die Flip-Flop-Typen und die Anwendungen. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen. Darüber hinaus Fragen zu diesem Konzept oder Elektro- und Elektronikprojekte Bitte geben Sie Ihre wertvollen Vorschläge im Kommentarbereich unten. Hier ist eine Frage für Sie, was ist die Hauptfunktion von Flip-Flops in der digitalen Elektronik?
