Flip-flop sxemalarining ishlash printsipi
Pendahuluan
Flip-flop sxemalari raqamli elektronikaning asosiy qurilish bloklaridan biri bo'lib, ikkilik ma'lumotlarni (bitlarni) saqlash va qayta ishlash imkonini beradi. Flip-floplar ko'p turlarda bo'ladi va ma'lumotlarni saqlashdan tortib murakkab mantiqiy sxemalargacha keng qo'llanilish doirasiga ega. Ushbu maqola flip-floplarning ishlash tamoyillarini, turli turlarini va ularning elektronikada qo'llanilishini chuqurroq o'rganishga qaratilgan.
Asosiy ish tamoyillari
Flip-flop asosan ikki barqaror sxema bo'lib, u ikkita barqaror holatdan birida mavjud bo'lishi mumkin. Bu sxema uzluksiz kirish signaliga ehtiyoj sezmasdan bu holatlarni saqlab turishga qodir. Kirish asosida chiqishni darhol o'zgartiradigan oddiy mantiqiy darvozalardan farqli o'laroq, flip-flop o'zining oxirgi holatini "eslab qolishi" mumkin.
SR Flip-flop
Flip-flopning eng asosiy turi SR (Set-Reset) flip-flopidir. SR flip-flopning asosiy komponentlari ikkita o'zaro bog'langan NOR yoki NAND darvozalaridir. NOR darvozalaridan foydalanadigan SR flip-flop uchun haqiqat jadvali quyidagicha:
| S (O'rnatish) | R (Qayta tiklash) | Q (Chiqish) | Q' (Chiqish to'ldiruvchisi) |
|————|————–|—————|————————|————————|
| 0 | 0 | Q (oldingi) | Q' (oldingi) |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | Aniqlanmagan | Aniqlanmagan |
Jadvalda S va R ikkalasi ham 1 bo'lgan vaziyat beqaror holat bo'lib, amalda qo'llanilmaydi.
D Flip-flop
SR flip-floplaridagi taqiqlangan holat muammosini hal qilish uchun D flip-flop joriy etildi. D flip-flop faqat bitta ma'lumot kiritish (D) va bitta takt kiritish (C) ga ega bo'lish orqali kirishni soddalashtiradi. Chiqish faqat takt signali mavjud bo'lganda holatni o'zgartiradi. D flip-flop uchun haqiqat jadvali quyidagicha:
| D | Soat | Q (Chiqish) | Q' (Chiqish to'ldiruvchisi) |
|—|——-|————|———————|————————|
| 0 | ↑ | 0 | 1 |
| 1 | ↑ | 1 | 0 |
Soat signalining ko'tarilish qirrasi paydo bo'lganda, Q chiqishi D qiymatiga mos keladi.
JK Flip-flop
JK flip-flopi SR flip-flopining yanada yaxshilanishi bo'lib, bu beqaror holatni bartaraf etadi. JK flip-flopi ikkita kirishga, J va K ga va takt kiritishga ega. Uning haqiqat jadvali quyidagicha:
| J | K | Soat | Q (Chiqish) | Q' (Chiqish to'ldiruvchisi) |
|——|——|——-|————|——————|————————|
| 0 | 0 | ↑ | Q (oldingi) | Q' (oldingi) |
| 0 | 1 | ↑ | 0 | 1 |
| 1 | 0 | ↑ | 1 | 0 |
| 1 | 1 | ↑ | Q' (oldingi) | Q (oldingi) |
J va K kirishlari 1 ga teng bo'lganda, chiqish avvalgi holatning to'ldiruvchisi yoki texnik jihatdan "almashtirish" bo'ladi.
T Flip-flop
T flip-flop yoki Toggle flip-flop JK flip-flopining bir variantidir, bu yerda J va K kirishlari bir-biriga ulangan va T deb belgilangan. Bu har safar soat signali chekkasi paydo bo'lganda Q chiqish holatini o'zgartirishga olib keladi. Haqiqat jadvali quyidagicha:
| T | Soat | Q (Chiqish) | Q' (Chiqish to'ldiruvchisi) |
|—|——-|————|———————|————————|
| 0 | ↑ | Q (oldingi) | Q' (oldingi) |
| 1 | ↑ | Q' (oldingi) | Q (oldingi) |
Amalga oshirish va qo'llash
Registrlar va xotira
Flip-floplarning asosiy qo'llanilishlaridan biri registrlar va xotiradir. Registr - bu ma'lumotlar bitlarini saqlaydigan flip-floplar to'plami; odatda bitta flip-flop bitta bitni saqlaydi. Registrlar qayta ishlanayotgan ma'lumotlarni vaqtincha saqlash uchun mikroprotsessorlarda keng qo'llaniladi. Bir nechta flip-floplarni ulash orqali biz ma'lum bir bit kengligidagi, masalan, 8 bitli yoki 16 bitli registr yaratishimiz mumkin.
SRAM (Statik RAM) kabi kompyuter xotirasi ma'lumotlarni o'qish yoki yozish uchun kirish mumkin bo'lgan katta flip-flop matritsasini o'z ichiga oladi.
Hisoblagich va taymer
Flip-floplar hisoblagich va taymer sxemalarida ham qo'llaniladi. Hisoblagich - bu soat signalini hisoblaydigan va uni ikkilik shaklga o'zgartiradigan sxema bo'lib, u vaqtni hisoblash yoki indeks sifatida ishlatilishi mumkin. Oddiy misol sifatida ikkilik hisoblagich yaratish uchun ketma-ket T flip-floplardan foydalanishni keltirish mumkin.
Ro'yxatdan o'tishni almashtirish
Shift registri - bu ma'lumotlar bitlarini chapga yoki o'ngga siljita oladigan registr turi. U turli xil ilovalarda, masalan, ketma-ket parallel ma'lumotlarni qayta ishlashda qo'llaniladi, bu yerda ma'lumotlar tizimdan yuborish yoki qabul qilish uchun ketma-ket yoki parallel ravishda amalga oshiriladi.
Mantiqiy boshqaruvchi
Flip-floplarning holatni saqlash xususiyati tufayli, ular mantiqiy kontrollerlarda kirish hodisalariga asoslangan holda sxemaning holatini yoki o'tishini kuzatish uchun ishlatiladi. Bunga misol sifatida joriy holati va qabul qilgan kirish signaliga asoslanib ma'lum bir operatsiyani bajaradigan holat mashinasini keltirish mumkin.
Xulosa
Flip-floplar raqamli elektron sxemalarning asosiy komponentidir. SR, D, JK va T flip-floplari kabi turli xil flip-floplar orqali biz oddiy ma'lumotlarni saqlashdan tortib murakkab mantiqiy boshqaruvgacha bo'lgan keng ko'lamli funktsiyalar va ilovalarga erishishimiz mumkin. Flip-floplarning ishlash tamoyillarini va ularning qo'llanilishini tushunish bizga ehtiyojlarimizga muvofiq yanada samarali va samarali raqamli tizimlarni loyihalash imkonini beradi. Elektronika dunyosidagi asosiy qurilish bloklaridan biri sifatida flip-floplar kelajakdagi texnologik innovatsiyalarda muhim komponent bo'lib qoladi.
