Șlap

Flip-flop-ul este un circuit secvențial foarte simplu, folosit de exemplu ca dispozitiv de memorie elementar. Numele derivă din zgomotul produs de primele circuite electronice de acest tip, construite cu relee care au efectuat schimbarea de stare.

Ele pot fi folosite și ca circuit anti-respingere pentru contactele unui buton, un comutator sau un releu, indispensabil de exemplu în funcțiile START și STOP din cronometre digitale: de fapt, închiderea contactelor electrice poate să nu aibă loc definitiv, dar după o serie de salturi, care generează tot atâtea impulsuri, care, interpretate greșit de circuitul logic, ar duce la erori de funcționare. Utilizarea unui flip flop, de obicei SR, care își comută ieșirea pe primul impuls și le ignoră pe următoarele, rezolvă problema. Tabelele de adevăr pot fi derivate din ecuațiile caracteristice.

Există mai multe tipuri: SR (Set Reset), JK (evoluția flip flop SR), T (Toggle), D (Data) ....

Flip-flop SR

R1, R2 = 1 kΩ, R3, R4 = 10 kΩ

Simbolul circuitului tradițional al flip-flop-ului SR

Este cel mai simplu flip-flop din punct de vedere al circuitului și a fost, de asemenea, primul realizat. Versiunea activă ridicată are două intrări s ( Set ) și r ( Resetare , numită și Clear ) și două ieșiri q și q_ (completate q). Este o rețea secvențială asincronă care evoluează în conformitate cu următoarele specificații: când starea de intrare este s = 0 și r = 1, flip-flopul se resetează, adică aduce valoarea variabilei de ieșire q la 0 și 1 variabila d ' ieșire q_; când starea de intrare este s = 1 și r = 0 se stabilește flip-flop-ul, adică aduce valoarea variabilei de ieșire q la 1 și 0 variabila de ieșire q_; când starea de intrare este s = 0 și r = 0, flip-flop-ul păstrează, adică păstrează neschimbată valoarea ambelor variabile de ieșire. Combinația s = 1 și r = 1 nu este utilizată deoarece este instabilă (rezultatul depinde de fapt de care dintre porțile care alcătuiesc circuitul intern al flip-flopului este comutat mai întâi).

Când ambele valori R și S sunt scăzute, flip-flop-ul este în stare neutră și păstrează valoarea ieșirilor: în acest caz, se spune că „amintește” (adică păstrează datele anterioare stocate în ieșire). Pe de altă parte, atunci când ambele intrări au o valoare de 1, există o condiție logic nedefinită. În mod electronic, cu intrările S și R simultan cu 1, circuitul flip-flop SR este transformat într-un oscilator astabil a cărui frecvență depinde de întârzierea de transmisie a porților logice componente; ieșirile flip-flop-ului SR emit apoi două unde pătrate cu frecvență egală și 180 ° defazate. Această „pierdere a simțului logic” care este posibilă în flip-flop-urile SR este principalul motiv pentru care flip-flop-urile JK sau D sunt de obicei utilizate în circuitele digitale.

Tabelul adevărului (Q ​​+ și Qn + (ieșire negată) indică stările viitoare ale memoriei la instant t + 1 pe baza intrărilor la instant t):

Flip-flop JK

Simbolul circuitului ( ISO ) pentru bistabilele de tip JK, unde> este intrarea ceasului, J și K sunt intrările de date, Q este ieșirea de date stocată și Q 'este inversul lui Q.

Dispune de două intrări, două ieșiri complementare și o intrare de sincronizare. Are funcții de memorie, resetare, setare. Spre deosebire de flip-flops SR nu a fost interzis, adică cele două intrări pot lua orice valoare (0-0,0-1,1-0,1-1).

Ecuație caracteristică: Q + = KnQ + JQn

Tabelul adevărului

Prin urmare, când J și K sunt ambii 1, ieșirile sunt complet schimbate (adică dacă ar fi 1 devin 0 și invers), devenind un flip-flop T; când sunt zero, sunt păstrate în memorie.

Flip-flop T (comutare)

Simbolul circuitului pentru flip-flops de tip T, unde> este intrarea ceasului, T este intrarea de comutare și Q este ieșirea datelor stocate.

Un alt simbol al circuitului (ISO) al flip-flop-ului T cu ieșire Q și ieșire complementară

Are o intrare, două ieșiri complementare și o intrare de sincronizare. Are funcții de memorie și comutare , care constă în negarea valorii stocate anterior. Se poate face cu un flip-flop JK, cu cele două intrări J și K conectate împreună și formând astfel intrarea T.

Ecuație caracteristică: Q + = TnQ + TQn = T ⊕ Q

Proprietăți: Dacă T = 1 ieșirea Q are jumătate din frecvență comparativ cu ceasul.

Aplicații: Este componenta de bază a contoarelor , de fapt, prin cascadarea diferitelor flip-flops T la fiecare ieșire, un ceas se înjumătățește comparativ cu ceasul anterior.

Tabelul adevărului:

Flip-flop D (Date)

Simbolul circuitului (ISO) pentru flip-flopurile de tip D, unde> este intrarea ceasului, D este intrarea de date și Q este ieșirea de date stocată.

Are o intrare de date, o intrare de sincronizare ( ceas ) și o ieșire. La comanda ceasului , transferă intrarea la ieșire și o menține acolo până când intrarea menționată mai sus se schimbă.

Ecuație caracteristică: Q + = D

Aplicații: datorită caracteristicilor sale, este componenta de bază a amintirilor (rapidă) și a registrelor (normale, glisante, inelare).

Tabelul adevărului:

Realizarea acestui tip de flip-flop poate fi realizată prin plasarea a două CD-uri Latch în modul master-slave , negând intrarea C (E în figură) a primului flip-flop în cazul în care doriți un FF-D pornit partea frontală a creșterii, în timp ce o negă pe a doua în cazul în care se dorește un tip FF-D pilotat pe partea frontală care cade.

Flip Flop D marginea de cădere a declanșat

Flip-flop circuite integrate

Sunt disponibile circuite integrate care conțin flip-flops simple sau multiple. De exemplu, flip-flopul de tip D este disponibil ca fiind integrat cu opt unități logice, dar cu o intrare de ceas comună. ^[1]
În general, flip-flopurile de tip T nu sunt disponibile comercial, deoarece pot fi realizate cu ușurință utilizând un flip-flop JK cu cele două intrări conectate împreună sau folosind un flip-flop D cu semnalul D de la Q negat.

Notă

Bibliografie

• G. Licata, Sisteme digitale , pp. 512, Thecna, ISBN 88-395-1377-9 , ISBN 978-88-395-1377-9
• Giuliano Ortolani și Enzo Venturi (editat de), Manual de electrotehnică și automatizare, ediția a doua , Milano, Hoepli, 2010. ISBN 978-88-203-4456-6 .

Alte proiecte

• Wikționarul conține dicționarul lema « Flip-flop »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe flip-flops

Portal electronic : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de electronică