DomovBlogSR Vodnik za znanje Flip-Flop-načelo dela, prednosti, slabosti, tabela resnice in razlike od RS Flip-Flop
SR Vodnik za znanje Flip-Flop-načelo dela, prednosti, slabosti, tabela resnice in razlike od RS Flip-Flop
Flip-flop je preprosto izraz, ki se nanaša na digitalno elektronsko napravo, ki je elektronska komponenta, ki se uporablja za shranjevanje enega samega podatkov.
SR Flip-Flop (Flip-Flop set-Reset) je osnovna komponenta digitalnih elektronskih vezij, ki se uporabljajo za shranjevanje in manipuliranje podatkov.Deluje zaporedno.SR flip-flops je mogoče izdelati s pomočjo za zapah SR.Zaklep je digitalno elektronsko vezje, ki ima preprosto obliko pomnilniškega elementa, ki lahko shrani en košček binarnih informacij (0 ali 1).V tem članku bomo razpravljali o SR Flip-Flop, vključno z njegovim delovnim načelom, tabelo resnice, prednosti, slabosti in razlikami od RS Flip-Flop.
Katalog
1. Načelo delovanja SR Flip-Flop
Najpreprostejši RS Flip-Flop je mogoče izdelati z dvema 2-vhodnimi in vratih, kot je prikazano na diagramu:
Upoštevajte, da način povezave elementov zagotavlja, da so vedno v nasprotnih državah.Če je izhod prvega elementa 1, bo izhod drugega elementa 0 in obratno.
Zaradi lažjega razumevanja so tu štirje scenariji, ki se lahko pojavijo s SR Flip-Flop:
Scenarij 1: S = 0, r = 0
Izhod vrat: Obe Gate1 in Gate2 Output 0. Vzdrževanje stanja: Ker so vrati 3 in 4 niti vrat, z enim vhodom pri 0, so njihovi izhodi odvisni od drugega vhoda.Tako Gate3/Q (n+1) ohrani prejšnje stanje q in Gate4/Q (n+1) 'ohrani dopolnilno stanje Q'.
Scenarij 2: S = 0, r = 1
Izhod vrat: Gate1 izhodi 1 (ker je r visok), Gate2 izhodi 0. Ponastavite delovanje: Za vrata3 je en vhod visok (od vrat1), kar vodi do izhoda 0 prek operacije NOR in tako ponastavi stanje.Vendar pa en vhod v vrata4 ostane nizek, oddaja 1, kar kaže na dopolnilno stanje.
Scenarij 3: S = 1, r = 0
Izhod vrat: Gate1 izhodi 0, Gate2 izhodi 1 (ker je S visok).Nastavite delovanje: V tem času Gate3 izhodi 1 (drugi vhod iz Gate1 je nizek), ki nastavi flip-flop.Nasprotno, zaradi visokega vnosa iz Gate2, Gate4 izhodi 0, kar potrjuje dopolnilno stanje.
Scenarij 4: S = 1, r = 1
Izhod vrat: Z obema vhodi visokimi, obe vrati izhoda 1. Neveljavno stanje: Ko sta oba vhoda visoka, vrat 3 in 4 izhod 0, kar imata konflikt, ker bi morali Q (n+1) in Q (n+1) '' 'Bodite dopolnilni rezultati, vendar to ni tako, kar vodi v to, da je to stanje neveljavno.
2. SR Flip-Flop Resnica Tabela
|
S |
R |
Q (N+1) |
Stanje |
|
0 |
0 |
Qn |
Brez sprememb |
|
0 |
1 |
0 |
Ponastaviti |
|
1 |
0 |
1 |
Set |
|
1 |
1 |
X |
Neveljaven |
To tabelo resnice bomo uporabili za pisanje značilne tabele za SR Flip-Flop.V tabeli resnice si lahko ogledate dva vhoda, S in R, in en izhod, Q (n+1).Vendar pa boste v značilni tabeli videli tri vhode, S, R in QN, in en izhod, Q (N+1).
Iz logičnega diagrama je razvidno, da sta QN in QN 'dva komplementarna izhoda, ki delujeta tudi kot vhoda v vrata 3 in 4, zato menimo, da je QN, trenutno stanje flip-flopa, kot vhod, in Q (n+1), naslednje stanje, kot izhod.
Po pisanju značilne tabele bomo narisali 3-spremenljivi K-map, da bomo izpeljali značilno enačbo.
3. Značilna tabela
|
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 |
Iz K-zemljevida dobite dva para.Po reševanju obeh dobimo naslednjo značilno enačbo:
Q (n + 1) = s + r'qn
4. Prednosti SR Flip-Flop
Uporaba SR Flip-Flops ima več prednosti.Spodaj so nekateri od njih:
- Enostavnost: Zasnova SR Flip-Flops je razmeroma preprosta, sestavljena le iz nekaj vrat.Z lahkoto jih je enostavno integrirati v večja vezja, ne da bi pri tem zapleteli celotno zasnovo.
- Hitrost: SR Flip-Flops delujejo z veliko hitrostjo.Lahko se hitro preklopijo med nastavitve in ponastavite stanja brez zamude in tako zagotovijo, da lahko digitalni sistemi učinkoviteje izvajajo naloge in s tem izboljšajo delovanje tehnologij, ki se zanašajo na hitro obdelavo podatkov.
- Nizka poraba energije: SR Flip-Flops porabijo zelo malo moči, zaradi česar so idealni za uporabo v napravah, ki jih poganjajo bateriji, kot so mobilni telefoni in prenosne računalniške naprave, hkrati pa pomenijo tudi nižje operativne stroške v smislu porabe energije.
- Delovna operacija: SR Flip-Flops lahko za nedoločen čas vzdržuje stanje (nastavi ali ponastavi), dokler vhodni signal ne sproži spremembe, in zmožnost vzdrževanja stabilnega stanja brez stalnega vnosa naredi SR flip-flops, uporabne za različne aplikacije.
5. Omejitve SR flip-Flops
Kljub več prednostim imajo SR Flip-Flops tudi nekaj omejitev.Spodaj so nekateri od njih:
- Dirki pogoji: SR Flip-Flops so dovzetni za dirke, kjer se lahko izhodno stanje nepredvidljivo spremeni zaradi sprememb v času vhodnih signalov, kar lahko vodi do napak ali nepričakovanih rezultatov.
- Neveljavno stanje: Inherentna omejitev SR Flip-Flops je njihovo vedenje, kadar sta vhodi nastavitve (S) in ponastavitve (R) aktivni hkrati.V tem primeru flip-flop vstopi v neveljavno stanje, kar pogosto povzroči, da sta oba izhoda visoka ali nizka, kar krši osnovno načelo delovanja naprave.To neveljavno stanje lahko moti normalno funkcijo digitalnih vezij, kar vodi do nepredvidljivega vedenja sistema in potencialne izgube podatkov.
- Omejena razširljivost: SR Flip-Flops je morda težko prilagoditi bolj zapletene digitalne sisteme, saj se kompleksnost sistema povečuje, verjetnost uvajanja napak zaradi osnovne narave SR flip-flops se poveča.
6. Območja uporabe
- Krmilni sistemi: V nadzornih sistemih lahko SR Flip-Flops dosežejo gladke prehode med signali, s čimer zmanjšajo tveganja za nesreče in izboljšajo pretok prometa.Skupna aplikacija je v sistemih za nadzor v semaforju, kjer SR Flip-Flops pomagajo pri upravljanju zaporedja semaforjev in zagotavljajo natančno in urejeno signale, s čimer se varno in učinkovito nadzorujejo prometni tok.
- Shranjevanje pomnilnika: SR Flip-Flops so tudi temeljne sestavine naprav za shranjevanje pomnilnika, kot so registri.Uporabljajo se za začasno shranjevanje podatkov v računalniških napravah, ki segajo od mikroprocesorjev do digitalnih procesorjev signala, kar omogoča hiter dostop in manipulacijo podatkov med obdelavo nalog.
- Digitalni števci: SR Flip-Flops se uporabljajo v digitalnih števcih za štetje operacij, kar omogoča povečanje ali zmanjšanje na podlagi vhodnih signalov.
- Sinhronizacija podatkov: SR Flip-Flops so ključni za sinhronizacijo podatkovnih signalov med dvema digitalnima vezjem, ki zagotavljajo, da delujejo hkrati v istem učnem ciklu, kar je zelo koristno za ohranjanje zanesljivosti komunikacijskih omrežij.
- Oscilatorji: V kombinaciji z drugimi komponentami lahko SR Flip-Flops tvorijo preproste oscilatorje, ki proizvajajo periodične signale.To je še posebej koristno pri aplikacijah, kot so vezja ure in generatorji zvočnih signalov, kjer je potrebno dosledno in stabilno ustvarjanje signalov.
7. Razlike med Flops SR in RS
|
Značilnost |
SR flip-flop |
RS Flip-Flop |
|
S = 0 ， r = 0 |
Q stanje (brez sprememb) ohrani. |
Q stanje (brez sprememb) ohrani. |
|
S = 0 ， r = 1 |
Ponastavitev (q = 0) |
Ponastavitev (q = 0) |
|
S = 1 ， r = 0 |
Set (q = 1) |
Set (q = 1) |
|
S = 1 ， r = 1 |
Set (prevladujoči) (q = 1) |
Ponastavitev (prevladujoča) (q = 0) |
|
Prednosti: |
Ko sta S in R oba, je nastavljena operacija
ima prednost. |
Ko sta S in R oba, operacija ponastavitve
ima prednost. |