- D Przerzutnik:
- Wymagane składniki:
- Schemat obwodu przerzutnika D i wyjaśnienie:
- Praktyczna demonstracja D Flip-Flop:
Termin cyfrowy w elektronice oznacza generowanie, przetwarzanie lub przechowywanie danych w postaci dwóch stanów. Te dwa stany mogą być reprezentowane jako WYSOKI lub NISKI, dodatni lub nie dodatni, ustawiony lub zresetowany, co ostatecznie jest binarne. Najwyższa wartość to 1, a najniższa to 0, a zatem technologia cyfrowa jest wyrażana jako szereg zer i jedynek. Przykładem jest 011010, w którym każdy termin reprezentuje indywidualny stan. Tak więc ten proces zatrzaskiwania w sprzęcie jest wykonywany przy użyciu pewnych elementów, takich jak zatrzask lub przerzutnik, multiplekser, demultiplekser, kodery, dekodery itp., Zwane łącznie sekwencyjnymi układami logicznymi.
Więc omówimy klapki, zwane również zatrzaskami. Zatrzaski można również rozumieć jako bistabilny multiwibrator jako dwa stany stabilne. Ogólnie rzecz biorąc, te obwody zatrzaskowe mogą być aktywne-wysokie lub aktywne-niskie i mogą być wyzwalane odpowiednio przez sygnały WYSOKI lub NISKI.
Typowe typy przerzutników to:
- Przerzutnik RS (RESET-SET)
- D Flip-flop (dane)
- Japonki JK (Jack-Kilby)
- T Flip-flop (przełącz)
Spośród powyższych typów tylko przerzutniki JK i D są dostępne w zintegrowanej formie IC i są również szeroko stosowane w większości zastosowań. Tutaj w tym artykule będziemy dyskutować o typ D flip flop.
D Przerzutnik:
Przerzutniki D są używane jako część elementów pamięci i procesorów danych. Przerzutnik D można zbudować za pomocą bramki NAND lub bramki NOR. Ze względu na swoją wszechstronność są dostępne jako pakiety IC. Główne zastosowania przerzutnika D to wprowadzenie opóźnienia w obwodzie czasowym, jako bufora, próbkującego dane w określonych odstępach czasu. Przerzutnik D jest prostszy pod względem podłączenia okablowania w porównaniu do przerzutnika JK. Tutaj używamy bramek NAND do demonstracji przerzutnika D.
Zawsze, gdy sygnał zegara jest NISKI, wejście nigdy nie wpłynie na stan wyjścia. Aby wejścia były aktywne, zegar musi być wysoki. Zatem przerzutnik D jest kontrolowanym zapadką Bi-stabilną, w której sygnał zegarowy jest sygnałem sterującym. Ponownie, dzieli się to na przerzutnik D wyzwalany dodatnim zboczem i przerzutnik D wyzwalany negatywnym zboczem. Zatem wyjście ma dwa stabilne stany oparte na wejściach, które zostały omówione poniżej.
Tabela prawdy D Flip-Flop:
|
Zegar |
WEJŚCIE |
WYNIK |
|
|
re |
Q |
Q ' |
|
|
NISKA |
x |
0 |
1 |
|
WYSOKI |
0 |
0 |
1 |
|
WYSOKI |
1 |
1 |
0 |
D (Data) jest stanem wejściowym przerzutnika D. Q i Q 'reprezentują stany wyjściowe przerzutnika. Zgodnie z tabelą na podstawie wejść wyjście zmienia stan. Ale ważną rzeczą do rozważenia jest to, że wszystko to może wystąpić tylko w obecności sygnału zegarowego. Działa to dokładnie tak samo, jak przerzutnik SR tylko dla dodatkowych wejść.
Reprezentacja przerzutnika D za pomocą bramek logicznych:
|
WEJŚCIE |
WYNIK |
|
|
Wejście 1 |
Wejście 2 |
Wyjście 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Zatem, porównując tablicę prawdy bramki NAND i stosując dane wejściowe podane w tablicy prawdy z przerzutnikiem D, dane wyjściowe można przeanalizować. Analizując powyższy zespół jako strukturę trzystopniową, biorąc pod uwagę poprzedni stan (Q ') równy 0
gdy D = 1 i CLOCK = HIGH
Wyjście: Q = 1, Q '= 0. Praca jest prawidłowa.
PRESET i CLEAR:
Przerzutnik D ma kolejne dwa wejścia, mianowicie PRESET i CLEAR. Sygnał HIGH do pinu CLEAR spowoduje zresetowanie wyjścia Q, czyli 0. Podobnie sygnał HIGH do pinu PRESET spowoduje ustawienie wyjścia Q, czyli 1. Stąd sama nazwa wyjaśnia opis pinów.
|
Zegar |
WEJŚCIE |
WYNIK |
|||
|
PRESET |
JASNY |
re |
Q |
Q ' |
|
|
X |
WYSOKI |
NISKA |
X |
1 |
0 |
|
X |
NISKA |
WYSOKI |
X |
0 |
1 |
|
X |
WYSOKI |
WYSOKI |
X |
1 |
1 |
|
WYSOKI |
NISKA |
NISKA |
0 |
0 |
1 |
|
WYSOKI |
NISKA |
NISKA |
1 |
1 |
0 |
Pakiet IC:
Zastosowany tutaj układ scalony to HEF4013BP (przerzutnik typu Dual D). Jest to 14-pinowe opakowanie, które zawiera 2 pojedyncze przerzutniki D. Poniżej znajduje się schemat pinów i odpowiedni opis pinów.
|
KOŁEK |
Opis kodu PIN |
|
Q |
Prawdziwe wyjście |
|
Q ' |
Wynik pochwały |
|
CP |
Wejście zegara |
|
Płyta CD |
CLEAR-Direct wejście |
|
re |
Wprowadzanie danych |
|
SD |
Wejście PRESET-Direct |
|
V SS |
Ziemia |
|
V DD |
Napięcie zasilania |
Wymagane składniki:
- IC HEF4013BP (przerzutnik Dual D) - 1
- LM7805 - 1
- Przełącznik dotykowy - 4
- Bateria 9V - 1 szt.
- LED (zielony - 1; czerwony - 1)
- Rezystory (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Płytka prototypowa
- Przewody łączące
Schemat obwodu przerzutnika D i wyjaśnienie:
Tutaj użyliśmy IC HEF4013BP do zademonstrowania obwodu typu D Flip Flop, który ma wewnątrz dwa klapki typu D. Źródło zasilania IC HEF4013BP V DD ma zakres od 0 do 18 V, a dane są dostępne w arkuszu danych. Poniżej migawka pokazuje to. Ponieważ na wyjściu zastosowaliśmy diodę LED, źródło zostało ograniczone do 5V.
Do ograniczenia napięcia diod LED zastosowaliśmy regulator LM7805.
Praktyczna demonstracja D Flip-Flop:
Przyciski D (Data), PR (Preset), CL (Clear) są wejściami dla przerzutnika D. Dwie diody Q i Q 'reprezentują stany wyjściowe przerzutnika. Bateria 9V działa jako wejście do regulatora napięcia LM7805. W związku z tym regulowane wyjście 5 V jest używane jako Vcc i pinowe zasilanie układu scalonego. Zatem dla różnych wejść w D odpowiednie wyjście można zobaczyć przez diody LED Q i Q '.
Te kołki CLK, Cl, D i Pr są zwykle rozebrany w stanie początkowym, jak przedstawiono poniżej. Stąd domyślny stan wejścia będzie NISKI na wszystkich pinach. Zatem stan początkowy zgodnie z tabelą prawdy jest taki, jak pokazano powyżej. Q = 1, Q '= 0.
Poniżej opisaliśmy różne stany przerzutnika typu D przy użyciu obwodu przerzutnika typu D wykonanego na płytce stykowej.
Stan 1:
Zegar - NISKI; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
Dla wejść stanu 1 dioda CZERWONA świeci się, wskazując, że Q 'jest WYSOKA, a ZIELONA dioda pokazuje, że Q jest NISKIE. Jak omówiono powyżej, gdy CLEAR jest ustawione na HIGH, Q jest resetowane do 0 i można je zobaczyć powyżej.
Stan 2:
Zegar - NISKI; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Dla wejść stanu 2, ZIELONA dioda LED świeci się, wskazując, że Q jest WYSOKI, a CZERWONA dioda pokazuje Q 'jako NISKIE. Jak omówiono powyżej, gdy PRESET jest ustawiony na HIGH, Q jest ustawione na 1 i można je zobaczyć powyżej.
Stan 3: Zegar - NISKI; D - 0; PR - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
Dla wejść stanu 3 świeci się CZERWONA i ZIELONA dioda, wskazując, że Q i Q 'są początkowo WYSOKIE. Kiedy PR i CL są pociągnięte w dół po zwolnieniu przycisków, stan przechodzi w wyczyszczenie.
Stan 4: Zegar - WYSOKI; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
Dla wejść stanu 4 dioda CZERWONA świeci się, wskazując, że Q 'jest WYSOKA, a ZIELONA dioda pokazuje, że Q jest NISKIE. Ten stan jest stabilny i pozostaje tam do następnego zegara i wejścia. Ponieważ wyzwalanie zbocza CLOCK jest wyzwalane od NISKIEGO do WYSOKIEGO, przycisk wejścia D należy nacisnąć przed naciśnięciem przycisku ZEGAR.
Stan 5: Zegar - WYSOKI; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Dla wejść stanu 5, ZIELONA dioda LED zaświeci się, wskazując, że Q jest WYSOKA, a CZERWONA dioda pokazuje Q 'jako NISKIE. Ten stan jest również stabilny i pozostaje tam do następnego zegara i wejścia. Ponieważ wyzwalanie zbocza CLOCK jest wyzwalane od NISKIEGO do WYSOKIEGO, przycisk wejścia D należy nacisnąć przed naciśnięciem przycisku ZEGAR.
