- D Japanka:
- Potrebne komponente:
- D Dijagram kruga i objašnjenje:
- Praktična demonstracija D flip-flopa:
Pojam digitalno u elektronici predstavlja generiranje, obradu ili pohranu podataka u obliku dva stanja. Dvije države mogu se predstaviti kao VISOKO ili NISKO, pozitivno ili nepozitivno, postaviti ili resetirati što je u konačnici binarno. Najviši je 1, a najniži 0, te se stoga digitalna tehnologija izražava kao niz 0 i 1. Primjer je 011010 u kojem svaki pojam predstavlja pojedinačno stanje. Dakle, ovaj se postupak zaključavanja u hardveru vrši pomoću određenih komponenata poput zasuna ili flip-flopa, multipleksera, demultipleksera, kodera, dekodera i sl. Zajednički nazvanih sekvencijalnim logičkim krugovima.
Dakle, razgovarat ćemo o japankama koje se nazivaju i zasunima. Zasuni se također mogu shvatiti kao bistabilni multivibrator kao dva stabilna stanja. Općenito, ti sklopni krugovi mogu biti aktivni-visoki ili aktivno-niski i mogu se aktivirati VISOKIM ili NISKIM signalima.
Uobičajene vrste japanki su,
- RS japanka (RESET-SET)
- D Japanka (podaci)
- JK japanka (Jack-Kilby)
- T japanka (prebacivanje)
Od gore navedenih tipova samo su JK i D japanke dostupne u integriranom IC obliku i također se široko koriste u većini aplikacija. Ovdje u ovom članku ćemo raspravljati o tip D Flip Flop.
D Japanka:
D Japanke se koriste i kao dio elemenata memorije i procesora podataka. D flip-flop se može napraviti pomoću NAND vrata ili s NOR vratima. Zbog svoje svestranosti dostupni su kao IC paketi. Glavne primjene D flip-flopa su uvođenje kašnjenja u vremenskom krugu, kao međuspremnik, uzimanje podataka u određenim intervalima. D flip-flop je jednostavniji u pogledu povezivanja ožičenja u odnosu na JK flip-flop. Ovdje koristimo NAND vrata za demonstraciju D flip flopa.
Kad god je signal takta LOW, ulaz nikada neće utjecati na izlazno stanje. Sat mora biti visok da bi se ulazi aktivirali. Dakle, D flip-flop je kontrolirani Bi-stabilni zasun gdje je signal sata upravljački signal. Opet, ovo se dijeli na D flip-flop koji pokreće pozitivni rub i D-flip-flop koji pokreće negativni rub. Dakle, izlaz ima dva stabilna stanja temeljena na ulazima o kojima je riječ u nastavku.
Tablica istine D flip-flopa:
|
Sat |
ULAZNI |
IZLAZ |
|
|
D |
P |
Q ' |
|
|
NISKO |
x |
0 |
1 |
|
VISOKO |
0 |
0 |
1 |
|
VISOKO |
1 |
1 |
0 |
D (Podaci) je ulazno stanje za D flip-flop. Q i Q 'predstavljaju izlazna stanja flip-flopa. Prema tablici, na temelju ulaza, izlaz mijenja svoje stanje. No, najvažnija stvar koju treba uzeti u obzir je da se sve to može dogoditi samo u prisutnosti takta. Ovo djeluje točno kao SR flip-flop samo za besplatne ulaze.
Predstavljanje D flip-Flopa pomoću Logic Gatesa:
|
ULAZNI |
IZLAZ |
|
|
Ulaz 1 |
Ulaz 2 |
Izlaz 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Dakle, uspoređujući tablicu istinitosti NAND vrata i primjenjujući ulaze kako je dato u D tablici istine flip-flop, izlaz se može analizirati. Analizirajući gornji sklop kao trostupanjsku strukturu s obzirom na to da je prethodno stanje (Q ') 0
kada je D = 1 i SAT = VISOK
Izlaz: Q = 1, Q '= 0. Rad je ispravan.
PRESET I JASNO:
D flip flop ima još dva ulaza, naime PRESET i CLEAR. HIGH signal na CLEAR pin učinit će da se Q izlaz resetira na 0. Slično tome, HIGH signal na pin PRESET učinit će Q izlaz postavljenim na 1. Stoga sam naziv objašnjava opis pinova.
|
Sat |
ULAZNI |
IZLAZ |
|||
|
PRESET |
ČISTO |
D |
P |
Q ' |
|
|
x |
VISOKO |
NISKO |
x |
1 |
0 |
|
x |
NISKO |
VISOKO |
x |
0 |
1 |
|
x |
VISOKO |
VISOKO |
x |
1 |
1 |
|
VISOKO |
NISKO |
NISKO |
0 |
0 |
1 |
|
VISOKO |
NISKO |
NISKO |
1 |
1 |
0 |
IC paket:
Ovdje se koristi IC koji je HEF4013BP (dvostruka japanka tipa D). Riječ je o pakiranju s 14 pinova koje sadrži 2 pojedinačna D japanke. Ispod su dijagram pin-a i odgovarajući opis pinova.
|
PIN |
Opis PIN-a |
|
P |
Istinit izlaz |
|
Q ' |
Izlaz komplimenta |
|
CP |
Ulaz sata |
|
CD |
CLEAR-Izravni ulaz |
|
D |
Unos podataka |
|
SD |
PRESET-Izravni ulaz |
|
V SS |
Prizemlje |
|
V DD |
Napon napajanja |
Potrebne komponente:
- IC HEF4013BP (Dual D japanka) - 1Br.
- LM7805 - 1Br.
- Taktilni prekidač - 4br.
- 9V baterija - 1Ne.
- LED (zelena - 1; crvena - 1)
- Otpornici (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Breadboard
- Spajanje žica
D Dijagram kruga i objašnjenje:
Ovdje smo koristili IC HEF4013BP za demonstraciju D japanke , koja u sebi ima dvije japanke tipa D. Izvor napajanja IC HEF4013BP V DD kreće se od 0 do 18 V, a podaci su dostupni u tablici. Ispod ga prikazuje snimka. Budući da smo koristili LED na izlazu, izvor je ograničen na 5V.
Za ograničavanje LED napona koristili smo regulator LM7805.
Praktična demonstracija D flip-flopa:
Tipke D (Podaci), PR (Preset), CL (Očisti) su ulazi za D flip-flop. Dvije LED diode Q i Q 'predstavljaju izlazna stanja flip-flopa. Baterija od 9 V djeluje kao ulaz u regulator napona LM7805. Stoga se regulirani izlaz od 5 V koristi kao Vcc i napajanje pin-a na IC. Tako se za različiti ulaz u D odgovarajući izlaz može vidjeti kroz LED Q i Q '.
U igle CLK, CL, D i PR obično se povlače dolje u početnom stanju kao što je prikazano u nastavku. Stoga će zadano stanje unosa biti LOW na svim pinovima. Dakle, početno stanje prema tablici istine je kao što je gore prikazano. Q = 1, Q '= 0.
U nastavku smo opisali različita stanja flip-flopa tipa D pomoću D flip-flop kruga izrađenog na pločici.
Država 1:
Sat - NISKO; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
Za ulaze stanja 1 CRVENA led lampica svijetli označavajući da je Q 'VISOK, a ZELENA LED Q da je LOW. Kao što je gore spomenuto kad je CLEAR postavljeno na HIGH, Q se vraća na 0 i može se vidjeti gore.
Država 2:
Sat - NISKO; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Za ulaze State 2 ZELENI LED svijetli što označava da je Q VISOK, a CRVENI Q Q da je LOW. Kao što je gore spomenuto, kada je PRESET postavljen na HIGH, Q je postavljen na 1 i može se vidjeti gore.
Stanje 3: Sat - NISKO; D - 0; PR - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
Za ulaze države 3 CRVENO i ZELENO svijetli, što pokazuje da su Q i Q 'u početku VISOKI. Kad se PR i CL povuku prema dolje nakon otpuštanja gumba, stanje se briše.
Stanje 4: Sat - VISOK; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
Za ulaze State 4 CRVENA led lampica svijetli označavajući da je Q 'VISOK, a ZELENA LED Q da je LOW. Ovo je stanje stabilno i ostaje tamo do sljedećeg sata i unosa. Budući da je CLOCK aktiviran LOW to HIGH edge, prije pritiska tipke CLOCK treba pritisnuti tipku D.
Stanje 5: Sat - VISOK; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Za ulaze State 5 ZELENI LED zasvijetli označavajući da je Q VISOK, a CRVENI Q Q da je LOW. Ovo je stanje također stabilno i ostaje tamo do sljedećeg sata i unosa. Budući da je CLOCK aktiviran LOW to HIGH edge, prije pritiska tipke CLOCK treba pritisnuti tipku D.
