אלקטרוניקה דיגיטלית: מדריך כפכפים

המונח כפכף (FF) הומצא בשנת 1918 על ידי הפיזיקאי הבריטי F.W Jordan ו- William Eccles. זה נקרא כמעגל ההדק של Eccles Jordan וכולל שני אלמנטים פעילים. תכנון ה- FF שימש במחשב שוברי הקוד הבריטי של קולוסוס בשנת 1943. הגרסאות הטרנזיסטוריות של מעגלים אלה היו נפוצות במחשבים, גם לאחר סקירת מעגלים משולבים למרות ש- FF העשוי משערי לוגיקה נפוץ גם כעת. מעגל הכפכף הראשון היה ידוע אחרת כמולטיברטורים או מעגלי טריגר.

FF הוא אלמנט מעגל שבו o / p לא רק תלוי בכניסות הנוכחיות אלא גם תלוי בכניסה הקודמת וב- o / ps. ההבדל העיקרי בין מעגל הכפכף לתפס הוא ש- FF כולל אות שעון, ואילו התפס לא. בעיקרון, ישנם ארבעה סוגים של תפסים ו- FF, כלומר: T, D, SR ו- JK. ההבדלים העיקריים בין סוגים אלה של FF ותפסים הם מספר התשומות שיש להם וכיצד הם משנים את המדינות. ישנם הבדלים שונים עבור כל סוג FF ותפסים אשר יכולים להגדיל את פעולתם. אנא היכנס לקישור הבא כדי לדעת יותר אודות סוגים שונים של המרת כפכף

מהו מעגל כפכף?

תכנון מעגל הכפכף יכול להיעשות באמצעות שערים לוגיים כגון שני שערים NAND ו- NOR. כל כפכף מורכב משני כניסות ושתי יציאות, כלומר להגדיר ולאפס, Q ו- Q '. כפכף מסוג זה נקבע ככפכף SR או תפס SR.

ה- FF כולל שתי מדינות המוצגות באיור הבא. כאשר Q = 1 ו- Q '= 0 אז הוא נמצא במצב שנקבע. כאשר Q = 0 ו- Q ’= 1 אז הוא במצב ברור. התפוקות Q ו- Q של ה- FF הינן משלימות זו את זו ונאמרות כמוצאות רגילות ומשלימות בהתאמה. המצב הבינארי של הכפכף הוא הערך המוצא הרגיל.

כאשר הקלט 1 מוחל על הכפכף, שתי היציאות של ה- FF עוברות ל- 0, כך ששני ה- o / p הם משלימים זה את זה. בתפעול קבוע, יש להזניח מחלה זו על ידי וודא כי אלה אינם מוחלים על שתי התשומות במקביל.

סוגי כפכפי אצבע

מעגלי כפכפים מסווגים לארבעה סוגים על סמך השימוש בהם, כלומר D-Flip Flop, T-Flip Flop, SR-Flip Flop ו- JK-Flip Flop.

כפכף SR

הכפכף SR בנוי עם שני שערים AND וכפכף NOR בסיסי. ה- o / ps של שני AND שערים נשארים על 0 כל עוד הדופק CLK הוא 0, ללא קשר לערכי S ו- R i / p. כאשר הדופק CLK הוא 1, מידע מכניסות S ו- R מאפשר דרך ה- FF הבסיסי. כאשר S = R = 1, המופע של דופק השעון שורש לשני ה- o / ps עובר ל- 0. כאשר הדופק CLK מנותק, מצב ה- FF אינו מוגדר.

כפכף SR

כפכף

הפשט של הכפכף SR אינו אלא כפכף D המוצג באיור. הקלט של כפכף D עובר ישירות לקלט S והשלמתו עוברת ל- i / p R. קלט D נדגם לאורך כל קיומו של דופק CLK. אם זה 1, אז ה- FF עובר למצב שנקבע. אם הוא 0, אז FF עובר למצב ברור.

כפכף

כפכף JK

JK-FF הוא פשט של הכפכף. הכניסות של הכפכפים J ו- K מתנהגות כמו הכניסות S & R. כאשר קלט 1 מוחל על כניסות J ו- K, אז FF עובר למצב המשלים שלו. הדמות של כפכף זה מוצגת להלן. העיצוב של ה- JK FF יכול להיעשות בצורה כזו ש- o / p Q הוא ANDed עם P ו-. הליך זה נעשה כך שה- FF מנוקה במהלך דופק CLK רק אם הפלט היה קודם 1. באותו אופן, הפלט הוא ANDed עם J & CP כך שה- FF מנוקה במהלך דופק CLK בלבד הוא ש 'היה בעבר 1.

כפכף JK

• כאשר J = K = 0, ל- CLK אין השפעה על o / p ו- o / p של FF דומה לערכו הקודם. הסיבה לכך היא שכאשר שני J & K הם 0, o / p של שער ה- AND המסוים שלהם הופך ל 0.
• כאשר J = 0, K = 1, o / p של שער AND שווה ל- J הופך ל- 0 כלומר, S = 0 ו- R = 1 ובכך Q 'הופך 0. מצב זה ישנה את ה- FF. זה מסמל את מצב RESET של FF.

כפכף

הכפכף או הכפכף הוא גרסת i / p יחידה של הכפכף. העבודה של FF זה היא כדלקמן: כאשר הקלט של ה- T הוא '0' כך שה- 'T' יהפוך למצב הבא שדומה למצב הנוכחי. כלומר כאשר הקלט של ה- T-FF הוא 0 אז המצב הנוכחי והמצב הבא יהיה 0. עם זאת, אם ה- i / p של ה- T הוא 1 אז המצב הנוכחי הוא הפוך למצב הבא. כלומר, כאשר T = 1, אז המצב הנוכחי = 0 והמצב הבא = 1)

כפכף

יישומים של כפכפים

יישום מעגל הכפכף כולל בעיקר מתג חיסול קפיצה, אחסון נתונים, העברת נתונים, תפס, רישומים, מונים, חלוקת תדרים, זיכרון וכו '. חלקם נדונים להלן.

רושמים

רישום הוא אוסף של סט כפכפים המשמש לאחסון סט ביטים. למשל, אם ברצונך לאחסן N- ביט מילים אתה זקוק למספר N של FFS. AFF יכול לאחסן רק פיסת נתונים אחת (0 או 1). מספר FFs משמשים כאשר מספר סיביות הנתונים שיש לאחסן. רישום הוא קבוצה של FFs המשמשים לאחסון נתונים בינאריים. קיבולת אחסון הנתונים של רישום היא קבוצה של פיסות נתונים דיגיטליות שהוא יכול לשמור. ניתן להגדיר טעינת רישום כהגדרה או איפוס של ה- FFs הנפרדים, כלומר, מתן נתונים לרשום כך שמצב ה- FF מתקשר לפיסות הנתונים שיש לאחסן.

טעינת נתונים עשויה להיות סדרתית או מקבילה. בטעינה טורית, הנתונים מועברים לרשם בצורה של סדרתי (כלומר ביט אחד בכל פעם), אך בהעמסה מקבילה, הנתונים מועברים לרשום בצורה של צורה מקבילה שמשמעותה, כל ה- FF מופעלים במצבים החדשים שלהם באותו זמן. קלט מקביל מחייב ש- SET או RESET שולט בכל FF כדי להיות נגישים.

זיכרון RAM (זיכרון גישה אקראית)

RAM משמש במחשבים, מערכות לעיבוד מידע, דיגיטלי מערכות בקרה יש צורך לאחסן נתונים דיגיטליים ולשחזר את הנתונים לפי העדפה. ניתן להשתמש ב- FFS ליצירת זיכרונות שבהם ניתן לאחסן מידע לכל אורך זמן נדרש ואז למסור בכל צורך.

המידע המאוחסן בזיכרונות קריאה-כתיבה הבנויים ממכשירי מוליכים למחצה אשר יאבדו אם נותק את הכוח, ואומרים כי הזיכרון אינו יציב. אך זיכרון לקריאה בלבד אינו נדיף. זיכרון RAM הוא הזיכרון שמיקומי הזיכרון שלהם יכולים להיות נכונים לשימוש ישירות ומיידית. לעומת זאת, כדי לגשת למיקום זיכרון בקלטת מגנטית, נדרש לסובב את הקלטת או לפרק אותה ולהעביר סדרה של כתובות לפני שמגיעים לכתובת המועדפת. אז, הקלטת נקראת זיכרון הגישה הרציף.

לכן, זה הכל על הכפכף, מעגל הכפכף, סוגי הכפכף ויישומים. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל שאלה לגבי מושג זה או פרויקטים של חשמל ואלקטרוניקה , אנא הוסף את הצעותיך החשובות בסעיף ההערות למטה. הנה שאלה עבורך, מה הפונקציה העיקרית של כפכפים באלקטרוניקה דיגיטלית?