- D Триггер:
- Необходимые компоненты:
- D Принципиальная схема и пояснения триггера:
- Практическая демонстрация D-триггера:
Термин «цифровой» в электронике означает создание, обработку или хранение данных в виде двух состояний. Два состояния могут быть представлены как ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ, положительный или неположительный, установленный или сброшенный, что в конечном итоге является двоичным. Высокий уровень равен 1, а низкий - 0, поэтому цифровая технология выражается в виде серии нулей и единиц. Например, 011010, в котором каждый термин представляет отдельное состояние. Таким образом, этот процесс фиксации в аппаратном обеспечении выполняется с использованием определенных компонентов, таких как защелка или триггер, мультиплексор, демультиплексор, кодеры, декодеры и т. Д., Все вместе называемые последовательными логическими схемами.
Итак, мы собираемся обсудить триггеры, также называемые защелками. Защелки можно также понимать как бистабильный мультивибратор как два стабильных состояния. Как правило, эти схемы защелок могут быть либо активными с высоким, либо с активными с низким уровнем, и они могут запускаться сигналами HIGH или LOW соответственно.
Распространенные типы шлепанцев:
- RS-триггер (СБРОС-УСТАНОВКА)
- D Триггер (данные)
- JK Flip-flop (Джек-Килби)
- T Flip-flop (Переключить)
Из вышеперечисленных типов только триггеры JK и D доступны в форме интегрированной ИС и также широко используются в большинстве приложений. Здесь, в этой статье мы будем обсуждать тип D флип - флоп.
D Триггер:
D Триггеры также используются в составе элементов памяти и процессоров данных. D-триггер может быть построен с использованием логического элемента NAND или логического элемента NOR. Благодаря своей универсальности они доступны в виде корпусов IC. Основное применение D-триггера состоит в том, чтобы ввести задержку в схему синхронизации в качестве буфера, дискретизируя данные через определенные интервалы. D-триггер проще с точки зрения подключения проводов по сравнению с JK-триггером. Здесь мы используем логические элементы NAND для демонстрации D-триггера.
Когда синхросигнал НИЗКИЙ, вход никогда не будет влиять на состояние выхода. Часы должны быть высокими, чтобы входы стали активными. Таким образом, D-триггер представляет собой управляемую бистабильную защелку, в которой тактовый сигнал является управляющим сигналом. Опять же, это делится на D-триггер, запускаемый положительным фронтом, и D-триггер, запускаемый отрицательным фронтом. Таким образом, выход имеет два стабильных состояния на основе входов, которые обсуждались ниже.
Таблица истинности D Flip-Flop:
|
Часы |
ВВОД |
ВЫВОД |
|
|
D |
Q |
Q ' |
|
|
НИЗКИЙ |
Икс |
0 |
1 |
|
ВЫСОКО |
0 |
0 |
1 |
|
ВЫСОКО |
1 |
1 |
0 |
D (данные) - это входное состояние для D-триггера. Q и Q 'представляют состояния выхода триггера. Согласно таблице, на основании входов выход меняет свое состояние. Но важно учитывать, что все это может происходить только при наличии тактового сигнала. Это работает точно так же, как триггер SR, только для дополнительных входов.
Представление D-триггера с использованием логических вентилей:
|
ВВОД |
ВЫВОД |
|
|
Вход 1 |
Вход 2 |
Выход 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Таким образом, сравнивая таблицу истинности логического элемента И-НЕ и применяя входные данные, указанные в таблице истинности D-триггера, можно проанализировать выходные данные. Анализируя вышеуказанную сборку как трехступенчатую структуру, учитывая предыдущее состояние (Q ') как 0
когда D = 1 и ЧАСЫ = ВЫСОКИЙ
Выход: Q = 1, Q '= 0. Работа исправна.
ПРЕДУСТАНОВКА и ОЧИСТКА:
D-триггер имеет еще два входа, а именно PRESET и CLEAR. Сигнал HIGH на выводе CLEAR приведет к сбросу выхода Q, равному 0. Точно так же сигнал HIGH на вывод PRESET заставит выход Q установить значение 1. Следовательно, само название объясняет описание контактов.
|
Часы |
ВВОД |
ВЫВОД |
|||
|
ПРЕДУСТАНОВКА |
ЧИСТО |
D |
Q |
Q ' |
|
|
Икс |
ВЫСОКО |
НИЗКИЙ |
Икс |
1 |
0 |
|
Икс |
НИЗКИЙ |
ВЫСОКО |
Икс |
0 |
1 |
|
Икс |
ВЫСОКО |
ВЫСОКО |
Икс |
1 |
1 |
|
ВЫСОКО |
НИЗКИЙ |
НИЗКИЙ |
0 |
0 |
1 |
|
ВЫСОКО |
НИЗКИЙ |
НИЗКИЙ |
1 |
1 |
0 |
Пакет IC:
Здесь используется микросхема HEF4013BP (двойной триггер D-типа). Это 14-контактный корпус, который содержит 2 отдельных D-триггера. Ниже представлена схема контактов и соответствующее описание контактов.
|
ШТЫРЬ |
PIN Описание |
|
Q |
Истинный выход |
|
Q ' |
Вывод комплиментов |
|
CP |
Вход часов |
|
CD |
CLEAR-прямой ввод |
|
D |
Ввод данных |
|
SD |
PRESET-Прямой ввод |
|
V СС |
Земля |
|
V DD |
Напряжение питания |
Необходимые компоненты:
- Микросхема HEF4013BP (Dual D flip-flop) - 1
- LM7805 - 1 No.
- Тактильный переключатель - 4 шт.
- Аккумулятор 9В - 1 шт.
- Светодиод (зеленый - 1; красный - 1)
- Резисторы (1 кОм - 4; 220 кОм -2)
- Макетная плата
- Соединительные провода
D Принципиальная схема и пояснения триггера:
Здесь мы использовали IC HEF4013BP для демонстрации схемы D-триггера , которая имеет внутри два D-триггера. Источник питания IC HEF4013BP V DD находится в диапазоне от 0 до 18В и данные доступны в спецификации. Это показано на снимке ниже. Поскольку на выходе мы использовали светодиод, источник был ограничен до 5 В.
Мы использовали регулятор LM7805 для ограничения напряжения светодиода.
Практическая демонстрация D-триггера:
Кнопки D (Данные), PR (Предустановка), CL (Очистить) являются входами для D-триггера. Два светодиода Q и Q 'отображают выходные состояния триггера. Батарея 9 В действует как вход для регулятора напряжения LM7805. Следовательно, регулируемый выход 5 В используется в качестве напряжения Vcc и вывода на ИС. Таким образом, для разных входов в D соответствующий выход можно увидеть через светодиоды Q и Q '.
Эти штифты CLK, CL, D и PR, как правило, разобраны в исходном состоянии, как показано ниже. Следовательно, состояние входа по умолчанию будет НИЗКОЕ для всех контактов. Таким образом, исходное состояние согласно таблице истинности такое, как показано выше. Q = 1, Q '= 0.
Ниже мы описали различные состояния D-триггера с использованием схемы D-триггера, выполненной на макетной плате.
Состояние 1:
Часы - НИЗКИЕ; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
Для входов Состояния 1 красный светодиод светится, показывая, что Q 'ВЫСОКИЙ, а ЗЕЛЕНЫЙ светодиод показывает, что Q низкий. Как обсуждалось выше, когда CLEAR установлен в HIGH, Q сбрасывается в 0, что можно увидеть выше.
Состояние 2:
Часы - НИЗКИЕ; D - 0; ПР - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Для входов Состояния 2 горит ЗЕЛЕНЫЙ светодиод, указывающий, что Q - ВЫСОКИЙ, а КРАСНЫЙ светодиод показывает, что Q 'НИЗКИЙ. Как обсуждалось выше, когда PRESET установлен на HIGH, Q устанавливается на 1, что можно увидеть выше.
Состояние 3: Часы - НИЗКИЙ; D - 0; ПР - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
Для входов состояния 3 светятся КРАСНЫЙ и ЗЕЛЕНЫЙ светодиоды, указывая на то, что Q и Q 'изначально были ВЫСОКИМИ. Когда PR и CL опускаются при отпускании кнопок, состояние становится очищенным.
Состояние 4: Часы - ВЫСОКОЕ; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
Для входов состояния 4 светится КРАСНЫЙ светодиод, указывая на то, что Q 'ВЫСОКИЙ, а ЗЕЛЕНЫЙ светодиод показывает, что Q на НИЗКОМ. Это состояние стабильно и остается там до следующих часов и ввода. Поскольку ЧАСЫ срабатывают по фронту от НИЗКОГО до ВЫСОКОГО, кнопку ввода D следует нажать перед нажатием кнопки ЧАСЫ.
Состояние 5: Часы - ВЫСОКОЕ; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Для входов состояния 5 светится ЗЕЛЕНЫЙ светодиод, указывающий, что Q - ВЫСОКИЙ, а КРАСНЫЙ светодиод показывает, что Q 'НИЗКОЕ. Это состояние также стабильно и сохраняется до следующих часов и ввода. Поскольку ЧАСЫ срабатывают по фронту от НИЗКОГО до ВЫСОКОГО, кнопку ввода D следует нажать перед нажатием кнопки ЧАСЫ.
