Термін цифровий в електроніці представляє генерацію, обробку або збереження даних у вигляді двох станів. Два стани можуть бути представлені як HIGH або LOW, позитивні чи непозитивні, встановлені або скинуті, що в кінцевому підсумку є двійковим. Найвище - 1, а низьке - 0, а отже, цифрова технологія виражається як серії 0 і 1. Прикладом є 011010, в якому кожен термін представляє окремий стан. Таким чином, цей процес фіксації в апаратних засобах здійснюється з допомогою певних компонентів, таких як засувки або шльопанці, мультиплексор, демультиплексор, шифратори, декодери і т.д. в сукупності називаються послідовними логічними схемами.
Отже, ми поговоримо про тригери, які також називаються засувками. Засувки також можна розуміти як бістабільний мультивібратор як два стабільних стану. Як правило, ці схеми фіксації можуть бути як активними-високими, так і активними-низькими, і вони можуть запускатися сигналами HIGH або LOW відповідно.
Типовими типами тригерів є,
- RS тригер (RESET-SET)
- D Триггер (дані)
- JK В'єтнамка (Джек-Кілбі)
- T тригер (перемикання)
Із вищезазначених типів лише шльопанці JK та D доступні в інтегрованій формі ІС, а також широко використовуються у більшості додатків. Тут, в цій статті ми будемо обговорювати тип D фліп - флоп.
D В'єтнамка:
D Триггери використовуються також як частина елементів пам'яті та процесорів даних. D тригер може бути побудований за допомогою NAND-воріт або з NOR-воротами. Завдяки своїй універсальності вони доступні у вигляді IC-пакетів. Основними додатками триггера D є введення затримки в схему синхронізації, як буфер, вибірка даних через певні проміжки часу. D flip-flop простіший з точки зору підключення проводки порівняно з JK flip-flop. Тут ми використовуємо ворота NAND для демонстрації тригера D.
Коли тактовий сигнал НИЗКИЙ, вхід ніколи не впливає на вихідний стан. Годинник повинен бути високим, щоб входи активувались. Таким чином, триггер D - це керована Bi-стабільна засувка, де тактовий сигнал є контрольним сигналом. Знову ж, це ділиться на триггер D, що ініціюється позитивним фронтом, і триггер D, який ініціює негативний край. Таким чином, вихід має два стабільні стани на основі входів, які були розглянуті нижче.
Таблиця правди D Flip-Flop:
|
Годинник |
ВХІД |
ВИХІД |
|
|
D |
Питання |
Q ' |
|
|
НИЗЬКИЙ |
х |
0 |
1 |
|
ВИСОКО |
0 |
0 |
1 |
|
ВИСОКО |
1 |
1 |
0 |
D (Дані) - це вхідний стан для тригера D. Q і Q 'представляють вихідні стани тригера. Згідно з таблицею, на основі входів вихід змінює свій стан. Але важливо врахувати, що все це може відбуватися лише за наявності тактового сигналу. Це працює точно так само, як SR тригер, лише для безкоштовних входів.
Представлення тригера D за допомогою Logic Gates:
|
ВХІД |
ВИХІД |
|
|
Вхідні дані 1 |
Вхід 2 |
Результат 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Таким чином, порівнюючи таблицю істинності воріт NAND та застосовуючи вхідні дані, як наведено у таблиці істинності тригерів D, можна вивести результати. Аналіз вищезгаданої збірки як триступеневої структури з урахуванням попереднього стану (Q ') 0
коли D = 1 і ГОДИННИК = ВИСОКИЙ
Вихід: Q = 1, Q '= 0. Робота правильна.
ПОПЕРЕДНІ та ЯСНІ:
D тригер має ще два входи, а саме PRESET і CLEAR. Сигнал HIGH на CLEAR виводить вихід Q на скидання, що дорівнює 0. Аналогічно сигнал HIGH на штифт PRESET робить вихід Q рівним 1. Таким чином сама назва пояснює опис контактів.
|
Годинник |
ВХІД |
ВИХІД |
|||
|
PRESET |
ЧИСТО |
D |
Питання |
Q ' |
|
|
X |
ВИСОКО |
НИЗЬКИЙ |
X |
1 |
0 |
|
X |
НИЗЬКИЙ |
ВИСОКО |
X |
0 |
1 |
|
X |
ВИСОКО |
ВИСОКО |
X |
1 |
1 |
|
ВИСОКО |
НИЗЬКИЙ |
НИЗЬКИЙ |
0 |
0 |
1 |
|
ВИСОКО |
НИЗЬКИЙ |
НИЗЬКИЙ |
1 |
1 |
0 |
Пакет IC:
Тут використовується ІС - HEF4013BP (подвійний тригер типу D). Це 14-контактний пакет, який містить 2 окремі шльопанці D. Нижче наведена схема штифтів та відповідний опис штифтів.
|
PIN-код |
Опис PIN-коду |
|
Питання |
Справжній результат |
|
Q ' |
Результат компліменту |
|
CP |
Введення годинника |
|
CD |
ЧИСТО-Пряме введення |
|
D |
Введення даних |
|
SD |
PRESET - Пряме введення |
|
V SS |
Земля |
|
V DD |
Напруга живлення |
Необхідні компоненти:
- IC HEF4013BP (подвійний D тригер) - 1 Ні.
- LM7805 - 1Ні.
- Тактильний перемикач - 4Ні.
- Акумулятор 9 В - 1 Ні.
- Світлодіод (зелений - 1; червоний - 1)
- Резистори (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Макет
- Підключення проводів
D Схема та пояснення тригера
Тут ми використали IC HEF4013BP для демонстрації ланцюга тригерів D , який має два шльопанці типу D всередині. Джерело живлення IC HEF4013BP V DD знаходиться в діапазоні від 0 до 18 В, і дані доступні в таблиці. Це показано на знімку нижче. Оскільки ми використовували світлодіод на виході, джерело обмежено 5В.
Ми використовували регулятор LM7805 для обмеження світлодіодної напруги.
Практична демонстрація тригера D:
Кнопки D (Дані), PR (Попередньо встановлені), CL (Очистити) є входами для тригера D. Два світлодіоди Q і Q 'представляють вихідні стани тригера. Акумулятор 9 В діє як вхід до регулятора напруги LM7805. Отже, регульований вихід 5 В використовується як подача Vcc і штифтів на мікросхему. Таким чином, для різних входів на D відповідний вихід можна побачити через світлодіоди Q і Q '.
Ці штифти CLK, CL, D і PR, як правило, розібрані в початковому стані, як показано нижче. Отже, стан введення за замовчуванням буде НИЗКИМ на всіх штифтах. Таким чином, початковий стан згідно з таблицею істинності такий, як показано вище. Q = 1, Q '= 0.
Нижче ми описали різні стани тригера типу D, використовуючи схему D тригера, виготовлену на макетній дошці.
Держава 1:
Годинник - НИЗЬКИЙ; D - 0; PR - 0; КЛ - 1; Q - 0; Q '- 1
Для входів стану 1 ЧЕРВОНИЙ світлодіод світиться, вказуючи, що Q 'має бути ВИСОКИМ, а ЗЕЛЕНИЙ - показує Q як НИЗЬКИЙ. Як обговорювалося вище, коли для CLEAR встановлено значення HIGH, Q скидається на 0 і це можна побачити вище.
Держава 2:
Годинник - НИЗЬКИЙ; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Для входів стану 2 ЗЕЛЕНИЙ світлодіод світиться, вказуючи Q на ВИСОКИЙ, а ЧЕРВОНИЙ - Q 'на LOW. Як обговорювалося вище, коли для PRESET встановлено значення HIGH, для Q встановлено значення 1, і це можна побачити вище.
Стан 3: Годинник - НИЗЬКИЙ; D - 0; PR - 1; КЛ - 1; Q - 1; Q '- 1
Для входів стану 3 червоний і зелений світлодіоди світяться, вказуючи, що Q і Q 'спочатку ВИСОКІ. Коли PR і CL натискаються на відпускання кнопок, стан переходить в режим очищення.
Стан 4: Годинник - ВИСОКИЙ; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
Для входів стану 4 ЧЕРВОНИЙ світлодіод світиться, вказуючи, що Q 'має бути ВИСОКИМ, а ЗЕЛЕНИЙ - показує Q як НИЗЬКИЙ. Цей стан стабільний і залишається там до наступного годинника та введення. Оскільки ГОДИННИК спрацьовує від LOW до HIGH, до натискання кнопки CLOCK слід натиснути кнопку введення D.
Стан 5: Годинник - ВИСОКИЙ; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Для входів стану 5 ЗЕЛЕНИЙ світлодіод світиться, вказуючи Q на ВИСОКИЙ, а ЧЕРВОНИЙ світлодіод відображає Q 'на LOW. Цей стан також стабільний і залишається там до наступного годинника та введення. Оскільки ГОДИННИК спрацьовує від LOW до HIGH, до натискання кнопки CLOCK слід натиснути кнопку введення D.
