۰
    هیچ محصولی در سبد خرید وجود ندارد.

    • ساخت فلیپ فلاپ

    • ۱۷۷ بازدید

    اصطلاح دیجیتال در الکترونیک نشان دهنده تولید، پردازش یا ذخیره داده ها در قالب دو حالت است. این دو حالت را می توان به صورت HIGH یا LOW، مثبت یا غیر مثبت، تنظیم یا تنظیم مجدد که در نهایت باینری است نشان داد. مقدار زیاد 1 و کم 0 است و از این رو فناوری دیجیتال به صورت سری 0 و 1 بیان می شود. یک مثال 011010 است که در آن هر عبارت نشان دهنده یک حالت فردی است. بنابراین، این فرآیند لچینگ در سخت افزار با استفاده از اجزای خاصی مانند لچ یا فلیپ فلاپ، مالتی پلکسر، دی مولتی پلکسر، رمزگذار، رمزگشا و غیره انجام می شود که در مجموع به نام  مدارهای منطقی ترتیبی نامیده می شوند .

    بنابراین، ما قصد داریم در مورد  فلیپ فلاپ‌هایی که به آنها لچ نیز گفته می‌شود، بحث کنیم . چفت ها را می توان به عنوان مولتی ویبراتور Bistable به عنوان دو حالت پایدار نیز درک کرد. به طور کلی، این مدارهای لچ می توانند فعال-بالا یا فعال-پایین باشند و می توانند به ترتیب توسط سیگنال های HIGH یا LOW فعال شوند.

    انواع متداول فلیپ فلاپ عبارتند از

    1. فلیپ فلاپ RS (RESET-SET)
    2. D فلیپ فلاپ (داده)
    3. فلیپ فلاپ جی کی (جک کیلبی)
    4. تی فلیپ فلاپ (تغییر)

    از بین انواع فوق، فقط فلیپ فلاپ های JK و D به شکل IC یکپارچه موجود هستند و همچنین در بسیاری از برنامه ها به طور گسترده استفاده می شوند. در اینجا در این مقاله در مورد T Flip Flop بحث خواهیم کرد  .

    تی فلیپ فلاپ:

    نام T فلیپ فلاپ از ماهیت عملیات تعویض نامیده می شود. عمده ترین کاربردهای T فلیپ فلاپ شمارنده ها و مدارهای کنترلی هستند. فلیپ فلاپ T شکل تغییر یافته ای از فلیپ فلاپ JK است که آن را در حالت تغییر دو حالت کار می کند.

    هر زمان که سیگنال ساعت پایین باشد، ورودی بر وضعیت خروجی تأثیر نمی گذارد . ساعت باید بالا باشد تا ورودی ها فعال شوند. بنابراین، فلیپ فلاپ T یک قفل دو حالت پایدار کنترل شده است که در آن سیگنال ساعت سیگنال کنترل است. بنابراین، خروجی بر اساس ورودی‌هایی که در زیر مورد بحث قرار گرفته‌اند، دارای دو حالت پایدار است.

    نمودار منطقی فلیپ فلاپ T

    همانطور که می دانید فلیپ فلاپ ها یا لچ ها از چندین گیت منطقی تشکیل شده اند. در اینجا نمودار منطقی یک فلیپ فلاپ T است که اساساً با استفاده از تعدادی گیت NAND ایجاد می شود. ساختار اصلی یک فلیپ فلاپ T تقریباً مشابه یک فلیپ فلاپ JK است. تنها تفاوت این است که ورودی های J & K به یکدیگر متصل می شوند تا ورودی T را ایجاد کنند.

    جدول حقیقت تی فلیپ فلاپ:

    ClockINPUTOUTPUT
    RESETTQQ’
    XLOWX01
    HIGHHIGH0No Change
    HIGHHIGH1Toggle
    LOWHIGHXNo Change

    T نشان دهنده ورودی است در حالی که Q و Q’ حالت های خروجی فلیپ فلاپ را نشان می دهند. ورودی RESET برای بازنشانی خروجی ها به حالت پیش فرض بدون توجه به ورودی ساعت یا T استفاده می شود. در طول عملکرد عادی، پین RESET بالا نگه داشته می شود. در طی این، خروجی ها بسته به ورودی T با یک پالس ساعت مربوطه تغییر می کنند. اما نکته مهمی که باید در نظر گرفت این است که همه اینها فقط در حضور سیگنال ساعت رخ می دهد. این، بر خلاف فلیپ فلاپ SR و فلیپ فلاپ JK برای ورودی های اضافی کار می کند. این فقط عملکرد تعویض را دارد.

    T T Flip Flop Excitation Table

    جدول تحریک در مورد تحریکی که فلیپ فلاپ برای رفتن از حالت فعلی به حالت بعدی نیاز دارد، می گوید. در اینجا جدول تحریک فلیپ فلاپ T است. در اینجا، هر گاه T 0 باشد، Qt+1 همان ورودی Q است. و هر گاه T 1 باشد، Qt+1 مکمل ورودی Q است.

    Q tQ t+1T
    000
    101
    011
    110

    RESET:  پین RESET باید HIGH فعال باشد. همه پین ​​ها در پین LOW در RESET غیرفعال می شوند. از این رو، این پین همیشه به سمت بالا کشیده می شود و تنها در صورت نیاز می توان آن را پایین کشید.

    مقایسه فلیپ فلاپ D و T

    فلیپ فلاپ های D و فلیپ فلاپ های T اهداف متفاوتی را در مدارهای دیجیتال انجام می دهند که تفاوت اصلی آنها در نحوه عملکرد آنهاست. فلیپ فلاپ D ساده است و برای ذخیره سازی داده ها استفاده می شود. هنگامی که یک پالس ساعت رخ می دهد، مقدار موجود در ورودی D خود را می گیرد و این مقدار به عنوان خروجی تا پالس ساعت بعدی حفظ می شود. این ویژگی فلیپ فلاپ D را به یک بلوک ساختمانی اساسی در رجیسترها، رجیسترهای شیفت و سایر دستگاه‌های حافظه تبدیل می‌کند، زیرا به طور قابل اعتماد یک بیت داده را ذخیره می‌کند. از سوی دیگر، فلیپ فلاپ T برای تغییر وضعیت خروجی آن طراحی شده است. با هر پالس ساعت، اگر ورودی T HIGH باشد، وضعیت خروجی تغییر می کند یا تغییر می کند. اگر ورودی T LOW باشد، خروجی ثابت می ماند. این رفتار فلیپ فلاپ T را به ویژه در کاربردهایی مانند شمارنده ها و مدارهای کنترلی، که در آن به یک تابع تعویض نیاز است، مفید می کند. در اصل، در حالی که فلیپ فلاپ D به عنوان یک قفل داده عمل می کند، کمی از داده ها را جمع آوری و نگهداری می کند، فلیپ فلاپ T به عنوان یک اینورتر کنترل شده عمل می کند و حالت خود را تنها زمانی تغییر می دهد که توسط ورودی T فعال شود.

    تبدیل دی فلیپ فلاپ به تی فلیپ فلاپ

    ساده ترین راه برای تبدیل فلیپ فلاپ D به فلیپ فلاپ T اضافه کردن یک گیت XOR به ورودی D است. همانطور که تصویر زیر نشان می دهد که یکی از ورودی های گیت XOR با ورودی T تغذیه می شود در حالی که ورودی دیگر توسط خروجی هدایت می شود. 

    فلیپ فلاپ JK با استفاده از فلیپ فلاپ T

    همانطور که یک فلیپ فلاپ D را با استفاده از فلیپ فلاپ T ایجاد کردیم، می توانیم یک فلیپ فلاپ JK نیز با استفاده از همان فلیپ فلاپ T ایجاد کنیم. در ورودی، دو گیت AND اضافه کرده‌ایم که یک ورودی از هر کدام به ورودی‌های J و K و ورودی‌های دیگر به خروجی‌های Q و Q متصل هستند. خروجی های این AND دریافت ها سپس به یک گیت OR تغذیه می شوند. سپس ورودی T توسط خروجی این گیت OR تغذیه می شود.

    فلیپ فلاپ تی با استفاده از فلیپ فلاپ JK

    ایجاد یک فلیپ فلاپ T با استفاده از فلیپ فلاپ JK بسیار ساده است. تنها کاری که باید انجام دهیم این است که ورودی های J و K را به هم وصل کنیم. در اینجا ما از MC74HC73A (فلیپ فلاپ دوگانه JK با RESET) استفاده کرده ایم. این یک بسته 14 پین است که شامل 2 فلیپ فلاپ JK مجزا در داخل است. نمودار پین و عملکرد هر پین در زیر آورده شده است.

    Pin NameFunction
    QTrue Output
    Q’Compliment Output
    CLOCKClock Input
    JData input 1
    KData input 2
    RESETDirect RESET (Low activated)
    GNDGround
    VCCSupply voltage

    آی سی مورد استفاده  MC74HC73A (فلیپ فلاپ دوگانه از نوع JK با RESET) است.  این یک بسته 14 پین است که شامل 2 فلیپ فلاپ JK جداگانه در داخل است. در بالا نمودار پین و توضیحات مربوط به پین ​​ها وجود دارد. ورودی های J و K کوتاه می شوند و به عنوان ورودی T استفاده می شوند استفاده می شوند .

    اجزای مورد نیاز:

    1. MC74HC73A (فلیپ فلاپ دوگانه JK)
    2. LM7805.
    3. سوئیچ لمسی
    4. باتری 9 ولت
    5. LED (سبز قرمز)
    6. مقاومت ها (1kὨو 220kὨ )
    7. برد بورد

    نمودار مدار فلیپ فلاپ T و توضیح:

    منبع تغذیه آی سی V DD از 0 تا +7 ولت متغیر است و داده ها در دیتاشیت موجود است . عکس زیر آن را نشان می دهد. همچنین ما از LED در خروجی استفاده کرده ایم، منبع برای کنترل ولتاژ منبع تغذیه و ولتاژ خروجی DC به 5 ولت محدود شده است. ما از رگولاتور LM7805 برای محدود کردن ولتاژ LED استفاده کرده ایم. 

    برگه داده JK flip-flop ic MC74HC73A

    نمایش عملی T Flip-Flop:

    دکمه های T(Toggle)، R(Reset)، CLK(Clock) ورودی های T فلیپ فلاپ هستند. دو ال ای دی Q و Q’ حالت های خروجی فلیپ فلاپ را نشان می دهند. باتری 9 ولتی به عنوان ورودی تنظیم کننده ولتاژ LM7805 عمل می کند. از این رو، خروجی 5 ولت تنظیم شده به عنوان منبع تغذیه Vcc و پین به آی سی استفاده می شود. بنابراین، برای ورودی های HIGH و LOW در T خروجی مربوطه را می توان از طریق LED Q و Q’ مشاهده کرد.

    پایه های T، CLK به طور معمول به سمت پایین کشیده می شوند و پایه R به سمت بالا کشیده می شوند . بنابراین، حالت ورودی پیش‌فرض در تمام پین‌ها LOW خواهد بود به جز R که در حالت High برای عملکرد عادی است. بنابراین، وضعیت اولیه مطابق جدول صدق مطابق شکل بالا است. Q=1، Q’=0. ال ای دی های استفاده شده با استفاده از مقاومت 220 اهم جریان محدودی دارند.

    توجه داشته باشید: از آنجایی که ساعت CLOCK از لبه های بالا به پایین فعال می شود، هر دو دکمه ورودی را فشار داده و نگه دارید تا دکمه CLOCK رها شود.

    در زیر ما  حالت های مختلف T Flip-Flop را با استفاده از مدار Breadboard با ICMC74HC73A شرح داده ایم . یک ویدیوی نمایشی نیز در زیر ارائه شده است.

    حالت 1:

    ساعت – بالا؛ T – 1 ; R – 1 ; Q/Q’ – جابجایی بین دو حالت.

    برای ورودی های State 1 HIGH در T و ساعت، LED قرمز و سبز به طور متناوب برای هر پالس ساعت (لبه بالا به پایین) می درخشد که نشان دهنده عمل تغییر است. خروجی از حالت قبلی به حالت دیگری تغییر می کند و این روند برای هر پالس ساعت مطابق شکل زیر ادامه می یابد.

    برای اولین پالس ساعت با T=1

    برای پالس ساعت دوم با T=1

    حالت 2:

    ساعت – LOW ; T – 0 ; R – 1 ; Q – 0 ; S- 1

    خروجی State 2 نشان می دهد که تغییرات ورودی تحت این حالت تأثیری ندارد. led قرمز خروجی می درخشد که نشان می دهد Q’ HIGH است و LED سبز نشان می دهد Q کم است. این حالت پایدار است و تا ساعت بعدی باقی می ماند و ورودی با RESET به عنوان پالس HIGH اعمال می شود.

    حالت 3: حالت های باقیمانده حالت های بدون تغییر هستند که در طی آن خروجی مشابه حالت خروجی قبلی خواهد بود. تغییرات روی حالت های خروجی تأثیری نمی گذارد، می توانید با جدول حقیقت ارائه شده در بالا تأیید کنید.