AcasăBlogGhid de cunoaștere SR Flip-Flop-Principiul de lucru, avantaje, dezavantaje, tabel de adevăr și diferențe față de RS Flip-Flop
Ghid de cunoaștere SR Flip-Flop-Principiul de lucru, avantaje, dezavantaje, tabel de adevăr și diferențe față de RS Flip-Flop
Un flip-flop este pur și simplu un termen care se referă la un dispozitiv electronic digital, care este o componentă electronică folosită pentru a stoca un singur bit de informații.
SR Flip-Flop (set-reset Flip-Flop) este o componentă de bază a circuitelor electronice digitale utilizate pentru stocarea și manipularea datelor.Funcționează într -o manieră secvențială.Flip-flops SR poate fi construit folosind zăvoare SR.Un zăvor este un circuit electronic digital care ia forma simplă a unui element de stocare, capabil să stocheze un bit de informații binare (0 sau 1).În acest articol, vom discuta despre flip-flop-ul SR, inclusiv principiul său de lucru, tabelul de adevăr, avantajele, dezavantajele și diferențele față de Flip-Flop RS.
Catalog
1. Principiul de lucru SR Flip-Flop
Cele mai simple flip-flop RS pot fi construite folosind două porți cu 2 intrări și, așa cum se arată în diagramă:
Vă rugăm să rețineți că modul în care sunt conectate elementele asigură că acestea sunt întotdeauna în state opuse.Dacă ieșirea primului element este 1, atunci ieșirea celui de -al doilea element va fi 0 și invers.
Pentru o ușurință de înțelegere, iată cele patru scenarii care pot apărea cu un flip-flop SR:
Scenariul 1: S = 0, r = 0
Ieșire a porții: atât Gate1 cât și Gate2 Ieșire 0. Întreținere de stare: Deoarece porțile 3 și 4 sunt și nici porți, cu o intrare la 0, ieșirile lor depind de a doua intrare.Astfel, Gate3/Q (n+1) păstrează starea anterioară Q, iar Gate4/Q (n+1) „păstrează starea complementară Q”.
Scenariul 2: S = 0, r = 1
Ieșire a porții: Gate1 Ieșiri 1 (Deoarece R este mare), ieșiri Gate2 0. RESET OPERAȚIE: Pentru GATE3, o intrare este mare (de la Gate1), ceea ce duce la o ieșire de 0 prin operațiune, resetând astfel starea.Cu toate acestea, o intrare la Gate4 rămâne scăzută, ieșind 1, indicând starea complementară.
Scenariul 3: S = 1, r = 0
Ieșire a porții: ieșiri Gate1 0, Gate2 Ieșiri 1 (Deoarece S este mare).Setați funcționare: În acest moment, Gate3 iese 1 (cealaltă intrare de la Gate1 este scăzută), setarea flip-flopului.În schimb, datorită intrării mari de la Gate2, Gate4 ieșiri 0, afirmând starea complementară.
Scenariul 4: S = 1, r = 1
Ieșire a porții: cu ambele intrări ridicate, ambele porți ieșiri 1. Stare nevalide: Când ambele intrări sunt mari, porțile 3 și 4 ambele ieșiri 0, rezultând un conflict, deoarece Q (n+1) și Q (n+1) ar trebuiFiți ieșiri complementare, dar acest lucru nu este cazul, ceea ce duce la faptul că această stare este nevalide.
2. Tabel de adevăr flip-flop sr
|
S |
R |
Q (n+1) |
Stat |
|
0 |
0 |
QN |
Fără schimbare |
|
0 |
1 |
0 |
Resetează |
|
1 |
0 |
1 |
SET |
|
1 |
1 |
X |
INVALID |
Vom folosi acest tabel de adevăr pentru a scrie tabelul caracteristic pentru SR Flip-Flop.În tabelul de adevăr, puteți vedea două intrări, S și R și o ieșire, Q (n+1).Cu toate acestea, în tabelul caracteristic, veți vedea trei intrări, S, R și QN și o ieșire, Q (n+1).
Din diagrama logică, este clar că Qn și Qn 'sunt două ieșiri complementare, acționând și ca intrări la porțile 3 și 4, așa că considerăm QN, starea actuală a flip-flopului, ca o intrare și Q (n (n (n+1), următoarea stare, ca ieșire.
După ce am scris tabelul caracteristic, vom desena o hartă K 3-variabilă pentru a obține ecuația caracteristică.
3. Tabelul caracteristic
|
S |
R |
QN |
Q (n+1) |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
X |
|
1 |
1 |
1 |
X |
Din K-MAP, primiți două perechi.După rezolvarea ambelor, obținem următoarea ecuație caracteristică:
Q (n + 1) = s + r'qn
4. Avantajele flip-flop-ului SR
Utilizarea SR Flip-Flops are mai multe avantaje.Mai jos sunt câteva dintre ele:
- Simplitate: Proiectarea flip-flop-urilor SR este relativ simplă, constând doar din câteva porți.Acestea pot fi integrate cu ușurință în circuite mai mari, fără a complica designul general.
- Viteză: Flip-flops SR funcționează la viteză mare.Acestea pot comuta rapid între stările setate și resetare fără întârziere, asigurându -se că sistemele digitale pot îndeplini sarcini mai eficient, îmbunătățind astfel performanța tehnologiilor care se bazează pe procesarea rapidă a datelor.
- Consum redus de energie: Flip-flops SR consumă foarte puțină energie, ceea ce le face ideale pentru utilizare pe dispozitivele cu baterii, cum ar fi telefoanele mobile și dispozitivele de calcul portabile, adică, de asemenea, costuri operaționale mai mici în ceea ce privește utilizarea energiei.
- Funcționare bistabilă: Flip-flops SR poate menține la nesfârșit o stare (set sau resetare) până când un semnal de intrare solicită o modificare, iar capacitatea de a menține o stare stabilă fără o intrare constantă face ca flip-flops-ul SR să fie util pentru diverse aplicații.
5. Limitările flip-flop-urilor SR
În ciuda mai multor avantaje, flip-flop-urile SR au, de asemenea, unele limitări.Mai jos sunt câteva dintre ele:
- Condiții de cursă: Flip-Flops SR sunt susceptibile la condițiile de cursă în care starea de ieșire se poate schimba imprevizibil din cauza modificărilor în calendarul semnalelor de intrare, ceea ce poate duce la erori sau rezultate neașteptate.
- Stare nevalide: o limitare inerentă a flip-flop-urilor SR este comportamentul lor atunci când atât setul (S), cât și resetarea (R) sunt active simultan.În acest caz, Flip-Flop intră într-o stare nevalide, rezultând adesea ca ambele rezultate să fie mari sau mici, ceea ce încalcă principiul de bază de funcționare al unui dispozitiv bistabil.Această stare nevalide poate perturba funcția normală a circuitelor digitale, ceea ce duce la un comportament imprevizibil al sistemului și la pierderea potențială a datelor.
- Scalabilitate limitată: Flip-Flops SR poate fi dificil de extins până la sisteme digitale mai complexe pe măsură ce complexitatea sistemului crește, probabilitatea de a introduce erori datorită naturii de bază a flip-flop-urilor SR crește.
6. Zonele de aplicare
- Sisteme de control: În sistemele de control, flip-flop-urile SR pot obține tranziții lină între semnale, minimizând astfel riscurile de accidente și îmbunătățind fluxul de trafic.O aplicație comună se află în sistemele de control al semaforului de trafic, unde flip-flop-urile SR ajută la gestionarea secvenței de semafoare, asigurând că semnalele se schimbă într-un mod precis și ordonat, astfel controlând în siguranță și eficient fluxul de trafic.
- Stocare memorie: Flip-Flops SR sunt, de asemenea, componente fundamentale ale dispozitivelor de stocare a memoriei, cum ar fi registrele.Acestea sunt folosite pentru a stoca temporar datele în dispozitivele de calcul, de la microprocesoare la procesoare de semnal digital, permițând accesul rapid și manipularea datelor în timpul sarcinilor de procesare.
- Contoare digitale: Flip-flop-urile SR sunt utilizate în contoarele digitale pentru numărarea operațiunilor, permițând creșterea sau scăderea pe baza semnalelor de intrare.
- Sincronizarea datelor: Flip-FLOP-urile SR sunt cruciale pentru sincronizarea semnalelor de date între două circuite digitale, asigurându-se că funcționează simultan în același ciclu de ceas, ceea ce este foarte util pentru menținerea fiabilității rețelelor de comunicare.
- Oscilatoare: Când sunt combinate cu alte componente, Flip-Flops SR poate forma oscilatoare simple care produc semnale periodice.Acest lucru este util în special în aplicații precum circuitele de ceas și generatoarele de semnal audio, unde este necesară o generare de semnal consistentă și stabilă.
7. Diferențe între flip-flops SR și RS
|
Caracteristică |
Sr flip-flop |
RS flip-flop |
|
S = 0 ， r = 0 |
Q STAT (fără modificări) menținut. |
Q STAT (fără modificări) menținut. |
|
S = 0 ， r = 1 |
Resetare (q = 0) |
Resetare (q = 0) |
|
S = 1 ， r = 0 |
Set (q = 1) |
Set (q = 1) |
|
S = 1 ， r = 1 |
Set (dominant) (q = 1) |
Resetare (dominantă) (q = 0) |
|
Avantaje: |
Când s și r sunt ambele 1, operația setată
are prioritate. |
Când s și r sunt ambele 1, operația de resetare
are prioritate. |