- D Flip-flop:
- Composants requis:
- D Schéma et explication du circuit de la bascule:
- Démonstration pratique de la bascule D:
Le terme numérique en électronique représente la génération, le traitement ou le stockage de données sous la forme de deux états. Les deux états peuvent être représentés par HIGH ou LOW, positif ou non positif, mis ou réinitialisé qui est finalement binaire. Le haut est 1 et le bas est 0 et donc la technologie numérique est exprimée sous forme de séries de 0 et de 1. Un exemple est 011010 dans lequel chaque terme représente un état individuel. Ainsi, ce processus de verrouillage dans le matériel est effectué à l'aide de certains composants tels que le verrouillage ou la bascule, le multiplexeur, le démultiplexeur, les codeurs, les décodeurs, etc., appelés collectivement circuits logiques séquentiels.
Nous allons donc discuter des bascules aussi appelées verrous. Les verrous peuvent également être compris comme un multivibrateur bistable comme deux états stables. En général, ces circuits de verrouillage peuvent être soit actif-haut soit actif-bas et ils peuvent être déclenchés respectivement par des signaux HIGH ou LOW.
Les types courants de bascules sont,
- Bascule RS (RESET-SET)
- D Flip-flop (données)
- Bascule JK (Jack-Kilby)
- T Flip-flop (bascule)
Parmi les types ci-dessus, seules les bascules JK et D sont disponibles sous la forme IC intégrée et sont également largement utilisées dans la plupart des applications. Ici, dans cet article, nous allons discuter de type D flip flop.
D Flip-flop:
Les bascules D sont également utilisées dans le cadre des éléments de stockage de mémoire et des processeurs de données. La bascule D peut être construite en utilisant la porte NAND ou avec la porte NOR. En raison de sa polyvalence, ils sont disponibles sous forme de packages IC. Les principales applications de la bascule D sont d'introduire un retard dans le circuit de synchronisation, en tant que tampon, échantillonnant des données à des intervalles spécifiques. La bascule D est plus simple en termes de connexion de câblage que la bascule JK. Ici, nous utilisons des portes NAND pour démontrer la bascule D.
Chaque fois que le signal d'horloge est BAS, l'entrée n'affectera jamais l'état de sortie. L'horloge doit être haute pour que les entrées deviennent actives. Ainsi, la bascule D est une bascule bistable contrôlée où le signal d'horloge est le signal de commande. Encore une fois, cela est divisé en une bascule D déclenchée par un front positif et une bascule D déclenchée par un front négatif. Ainsi, la sortie a deux états stables basés sur les entrées qui ont été discutées ci-dessous.
Table de vérité de D Flip-Flop:
|
L'horloge |
CONTRIBUTION |
PRODUCTION |
|
|
ré |
Q |
Q ' |
|
|
FAIBLE |
X |
0 |
1 |
|
HAUTE |
0 |
0 |
1 |
|
HAUTE |
1 |
1 |
0 |
Le D (données) est l'état d'entrée de la bascule D. Le Q et Q 'représentent les états de sortie de la bascule. Selon le tableau, en fonction des entrées, la sortie change d'état. Mais, la chose importante à considérer est que tout cela ne peut se produire qu'en présence du signal d'horloge. Cela fonctionne exactement comme la bascule SR pour les entrées complémentaires seules.
Représentation de la bascule D à l'aide de portes logiques:
|
CONTRIBUTION |
PRODUCTION |
|
|
Entrée 1 |
Entrée 2 |
Sortie 3 |
|
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
Ainsi, en comparant la table de vérité de porte NAND et en appliquant les entrées telles que données dans la table de vérité de bascule D, la sortie peut être analysée. Analyser l'assemblage ci-dessus comme une structure en trois étapes en considérant l'état précédent (Q ') comme étant 0
lorsque D = 1 et CLOCK = HIGH
Sortie: Q = 1, Q '= 0. Le fonctionnement est correct.
PRESET et CLEAR:
La bascule D a deux autres entrées à savoir PRESET et CLEAR. Un signal HIGH sur la broche CLEAR fera réinitialiser la sortie Q qui est de 0. De même, un signal HIGH sur la broche PRESET rendra la sortie Q à 1. D'où le nom lui-même explique la description des broches.
|
L'horloge |
CONTRIBUTION |
PRODUCTION |
|||
|
PRESET |
CLAIR |
ré |
Q |
Q ' |
|
|
X |
HAUTE |
FAIBLE |
X |
1 |
0 |
|
X |
FAIBLE |
HAUTE |
X |
0 |
1 |
|
X |
HAUTE |
HAUTE |
X |
1 |
1 |
|
HAUTE |
FAIBLE |
FAIBLE |
0 |
0 |
1 |
|
HAUTE |
FAIBLE |
FAIBLE |
1 |
1 |
0 |
Paquet IC:
Le CI utilisé ici est HEF4013BP (double bascule de type D). C'est un paquet de 14 broches qui contient 2 bascules D individuelles. Vous trouverez ci-dessous le diagramme des broches et la description correspondante des broches.
|
ÉPINGLE |
Description du code PIN |
|
Q |
Sortie vraie |
|
Q ' |
Sortie de compliment |
|
CP |
Entrée d'horloge |
|
CD |
Entrée CLEAR-Direct |
|
ré |
Entrée de données |
|
Dakota du Sud |
PRESET-Entrée directe |
|
V SS |
Sol |
|
V DD |
Tension d'alimentation |
Composants requis:
- IC HEF4013BP (bascule Dual D) - 1No.
- LM7805 - 1No.
- Interrupteur tactile - 4No.
- Batterie 9V - 1Non.
- LED (verte - 1; rouge - 1)
- Résistances (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Planche à pain
- Fils de connexion
D Schéma et explication du circuit de la bascule:
Ici, nous avons utilisé IC HEF4013BP pour démontrer le circuit de bascule D, qui contient deux bascules de type D. La source d'alimentation IC HEF4013BP V DD varie de 0 à 18V et les données sont disponibles dans la fiche technique. Ci-dessous, l'instantané le montre. Depuis que nous avons utilisé des LED en sortie, la source a été limitée à 5V.
Nous avons utilisé un régulateur LM7805 pour limiter la tension des LED.
Démonstration pratique de la bascule D:
Les boutons D (Data), PR (Preset), CL (Clear) sont les entrées de la bascule D. Les deux LED Q et Q 'représentent les états de sortie de la bascule. La batterie 9V sert d'entrée au régulateur de tension LM7805. Par conséquent, la sortie régulée 5V est utilisée comme alimentation Vcc et broche du circuit intégré. Ainsi, pour différentes entrées en D, la sortie correspondante peut être vue à travers les LED Q et Q '.
Les broches CLK, CL, D et PR sont normalement abaissées dans leur état initial, comme illustré ci-dessous. Par conséquent, l'état d'entrée par défaut sera FAIBLE sur toutes les broches. Ainsi, l'état initial selon la table de vérité est comme indiqué ci-dessus. Q = 1, Q '= 0.
Ci-dessous, nous avons décrit les différents états de la bascule de type D en utilisant un circuit de bascule D fabriqué sur une planche à pain.
État 1:
Horloge - FAIBLE; D - 0; PR - 0; CL - 1; Q - 0; Q '- 1
Pour les entrées de l'état 1, la LED ROUGE s'allume pour indiquer que Q 'est HAUT et la LED VERTE indique que Q est BAS. Comme indiqué ci-dessus, lorsque CLEAR est réglé sur HIGH, Q est remis à 0 et peut être vu ci-dessus.
État 2:
Horloge - FAIBLE; D - 0; PR - 1; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Pour les entrées de l'état 2, la LED VERTE s'allume pour indiquer que Q est HAUT et la LED ROUGE indique que Q 'est BAS. Comme indiqué ci-dessus, lorsque PRESET est réglé sur HIGH, Q est réglé sur 1 et peut être vu ci-dessus.
État 3: Horloge - FAIBLE; D - 0; PR - 1; CL - 1; Q - 1; Q '- 1
Pour les entrées de l'état 3, les LED ROUGE et VERTE s'allument pour indiquer que Q et Q 'sont HAUT initialement. Lorsque le PR et CL sont abaissés en relâchant les boutons, l'état disparaît.
État 4: Horloge - HAUT; D - 0; PR - 0; CL - 0; Q - 0; Q '- 1
Pour les entrées de l'état 4, la LED ROUGE s'allume pour indiquer que Q 'est HAUT et la LED VERTE indique que Q est BAS. Cet état est stable et y reste jusqu'à la prochaine horloge et entrée. Etant donné que l'horloge est déclenchée par le bord BAS à HAUT, le bouton d'entrée D doit être enfoncé avant d'appuyer sur le bouton CLOCK.
État 5: Horloge - HAUT; D - 1; PR - 0; CL - 0; Q - 1; Q '- 0
Pour les entrées de l'état 5, la LED VERTE s'allume pour indiquer que Q est HAUT et la LED ROUGE indique que Q 'est BAS. Cet état est également stable et y reste jusqu'à la prochaine horloge et entrée. Puisque le CLOCK est déclenché par le front BAS à HAUT, le bouton d'entrée D doit être enfoncé avant d'appuyer sur le bouton CLOCK.
