డి రకం ఫ్లిప్

ఎలక్ట్రానిక్స్లో డిజిటల్ అనే పదం రెండు రాష్ట్రాల రూపంలో డేటా ఉత్పత్తి, ప్రాసెసింగ్ లేదా నిల్వను సూచిస్తుంది. రెండు రాష్ట్రాలను అధిక లేదా తక్కువ, పాజిటివ్ లేదా పాజిటివ్ కాని, సెట్ లేదా రీసెట్‌గా సూచించవచ్చు, ఇది చివరికి బైనరీ. అధిక 1 మరియు తక్కువ 0 మరియు అందువల్ల డిజిటల్ టెక్నాలజీ 0 మరియు 1 ల శ్రేణిగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఒక ఉదాహరణ 011010, దీనిలో ప్రతి పదం ఒక వ్యక్తి రాష్ట్రాన్ని సూచిస్తుంది. అందువల్ల, హార్డ్‌వేర్‌లో ఈ లాచింగ్ ప్రక్రియ లాచ్ లేదా ఫ్లిప్-ఫ్లాప్, మల్టీప్లెక్సర్, డెముల్టిప్లెక్సర్, ఎన్‌కోడర్లు, డీకోడర్లు మరియు సమిష్టిగా సీక్వెన్షియల్ లాజిక్ సర్క్యూట్‌లుగా పిలువబడే కొన్ని భాగాలను ఉపయోగించి జరుగుతుంది.

కాబట్టి, లాచెస్ అని కూడా పిలువబడే ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల గురించి చర్చించబోతున్నాం. లాచెస్‌ను బిస్టబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్‌గా రెండు స్థిరమైన రాష్ట్రాలుగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. సాధారణంగా, ఈ గొళ్ళెం సర్క్యూట్లు చురుకుగా-అధికంగా లేదా చురుకుగా-తక్కువగా ఉంటాయి మరియు అవి వరుసగా అధిక లేదా తక్కువ సంకేతాల ద్వారా ప్రేరేపించబడతాయి.

ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల యొక్క సాధారణ రకాలు,

1. RS ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ (రీసెట్-సెట్)
2. D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ (డేటా)
3. జెకె ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ (జాక్-కిల్బీ)
4. టి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ (టోగుల్)

పై రకాల్లో జెకె మరియు డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లు మాత్రమే ఇంటిగ్రేటెడ్ ఐసి రూపంలో లభిస్తాయి మరియు చాలా అనువర్తనాల్లో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఇక్కడ ఈ వ్యాసంలో D రకం ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ గురించి చర్చిస్తాము.

D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్:

మెమరీ నిల్వ అంశాలు మరియు డేటా ప్రాసెసర్లలో భాగంగా D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌లను ఉపయోగిస్తారు. D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ను NAND గేట్ ఉపయోగించి లేదా NOR గేట్‌తో నిర్మించవచ్చు. దాని పాండిత్యము కారణంగా అవి ఐసి ప్యాకేజీలుగా లభిస్తాయి. డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ప్రధాన అనువర్తనాలు టైమింగ్ సర్క్యూట్లో ఆలస్యాన్ని, బఫర్‌గా, నిర్దిష్ట వ్యవధిలో డేటాను నమూనాగా పరిచయం చేయడం. జెకె ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌తో పోలిస్తే వైరింగ్ కనెక్షన్ పరంగా డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ సరళమైనది. ఇక్కడ మేము D ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ను ప్రదర్శించడానికి NAND గేట్లను ఉపయోగిస్తున్నాము.

గడియార సిగ్నల్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఇన్పుట్ అవుట్పుట్ స్థితిని ప్రభావితం చేయదు. ఇన్‌పుట్‌లు చురుకుగా ఉండటానికి గడియారం ఎక్కువగా ఉండాలి. అందువల్ల, D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ అనేది నియంత్రిత ద్వి-స్థిరమైన గొళ్ళెం, ఇక్కడ క్లాక్ సిగ్నల్ నియంత్రణ సిగ్నల్. మళ్ళీ, ఇది పాజిటివ్ ఎడ్జ్ ట్రిగ్గర్డ్ డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ మరియు నెగటివ్ ఎడ్జ్ డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ గా విభజించబడింది. ఈ విధంగా, దిగువ చర్చించబడిన ఇన్పుట్ల ఆధారంగా అవుట్పుట్ రెండు స్థిరమైన స్థితులను కలిగి ఉంది.

D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ట్రూత్ టేబుల్:

గడియారం	INPUT	U ట్పుట్
డి	ప్ర	ప్ర '
తక్కువ	x	0	1
అధిక	0	0	1
అధిక	1	1	0

D (డేటా) అనేది D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ఇన్పుట్ స్థితి. Q మరియు Q 'ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ స్థితులను సూచిస్తాయి. పట్టిక ప్రకారం, ఇన్పుట్ల ఆధారంగా అవుట్పుట్ దాని స్థితిని మారుస్తుంది. కానీ, పరిగణించవలసిన ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే ఇవన్నీ క్లాక్ సిగ్నల్ సమక్షంలో మాత్రమే సంభవిస్తాయి. ఇది, కాంప్లిమెంటరీ ఇన్‌పుట్‌ల కోసం మాత్రమే SR ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ లాగా పనిచేస్తుంది.

లాజిక్ గేట్లను ఉపయోగించి డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ప్రాతినిధ్యం:

INPUT	U ట్పుట్
ఇన్పుట్ 1	ఇన్పుట్ 2	అవుట్పుట్ 3
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

ఈ విధంగా, NAND గేట్ ట్రూత్ టేబుల్‌ను పోల్చడం మరియు D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ ట్రూత్ టేబుల్‌లో ఇచ్చిన విధంగా ఇన్‌పుట్‌లను వర్తింపజేయడం అవుట్పుట్‌ను విశ్లేషించవచ్చు. మునుపటి అసెంబ్లీని (Q ') 0 గా పరిగణించి పై అసెంబ్లీని మూడు దశల నిర్మాణంగా విశ్లేషించడం

ఉన్నప్పుడు D = 1 మరియు గడియారం = HIGH

అవుట్పుట్: Q = 1, Q '= 0. పని సరైనది.

ప్రీసెట్ మరియు క్లియర్:

డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లో ప్రీసెట్ మరియు క్లియర్ అనే మరో రెండు ఇన్‌పుట్‌లు ఉన్నాయి. క్లియర్ పిన్‌కు హై సిగ్నల్ Q అవుట్‌పుట్‌ను రీసెట్ చేయడానికి చేస్తుంది. అదేవిధంగా ప్రీసెట్ పిన్‌కు హై సిగ్నల్ Q అవుట్‌పుట్‌ను 1 గా సెట్ చేస్తుంది. అందువల్ల పేరు పిన్‌ల వివరణను వివరిస్తుంది.

గడియారం	INPUT	U ట్పుట్
ప్రీసెట్	క్లియర్	డి	ప్ర	ప్ర '
X.	అధిక	తక్కువ	X.	1	0
X.	తక్కువ	అధిక	X.	0	1
X.	అధిక	అధిక	X.	1	1
అధిక	తక్కువ	తక్కువ	0	0	1
అధిక	తక్కువ	తక్కువ	1	1	0

IC ప్యాకేజీ:

IC ఇక్కడ ఉపయోగిస్తారు HEF4013BP (ద్వంద్వ D-రకం ఫ్లిప్-అపజయం) ఉంది. ఇది 14 పిన్ ప్యాకేజీ, దీనిలో 2 వ్యక్తిగత డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ ఉంటుంది. క్రింద పిన్ రేఖాచిత్రం మరియు పిన్స్ యొక్క సంబంధిత వివరణ ఉన్నాయి.

పిన్	పిన్ వివరణ
ప్ర	నిజమైన అవుట్పుట్
ప్ర '	కాంప్లిమెంట్ అవుట్పుట్
సిపి	క్లాక్ ఇన్పుట్
సిడి	క్లియర్-డైరెక్ట్ ఇన్పుట్
డి	డేటా ఇన్పుట్
SD	ప్రీసెట్-డైరెక్ట్ ఇన్పుట్
వి ఎస్.ఎస్	గ్రౌండ్
వి డిడి	సరఫరా వోల్టేజ్

అవసరమైన భాగాలు:

1. IC HEF4013BP (డ్యూయల్ డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్) - 1 లేదు.
2. LM7805 - 1 లేదు.
3. స్పర్శ స్విచ్ - 4 లేదు.
4. 9 వి బ్యాటరీ - 1 లేదు.
5. LED (ఆకుపచ్చ - 1; ఎరుపు - 1)
6. రెసిస్టర్లు (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
7. బ్రెడ్‌బోర్డ్
8. వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది

D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు వివరణ:

ఇక్కడ మేము D ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్‌ను ప్రదర్శించడానికి IC HEF4013BP ని ఉపయోగించాము , దీనిలో రెండు D రకం ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లు ఉన్నాయి. IC HEF4013BP పవర్ సోర్స్ V _DD 0 నుండి 18V వరకు ఉంటుంది మరియు డేటాషీట్లో డేటా అందుబాటులో ఉంది. స్నాప్‌షాట్ క్రింద అది చూపిస్తుంది. మేము అవుట్పుట్ వద్ద LED ను ఉపయోగించినందున, మూలం 5V కి పరిమితం చేయబడింది.

LED వోల్టేజ్‌ను పరిమితం చేయడానికి మేము LM7805 రెగ్యులేటర్‌ను ఉపయోగించాము.

డి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క ప్రాక్టికల్ ప్రదర్శన:

D (డేటా), PR (ప్రీసెట్), CL (క్లియర్) బటన్లు D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ కోసం ఇన్‌పుట్‌లు. రెండు LED లు Q మరియు Q 'ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క అవుట్పుట్ స్థితులను సూచిస్తాయి. 9V బ్యాటరీ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ LM7805 కు ఇన్‌పుట్‌గా పనిచేస్తుంది. అందువల్ల, నియంత్రిత 5 వి అవుట్‌పుట్‌ను ఐసికి విసిసి మరియు పిన్ సరఫరాగా ఉపయోగిస్తారు. అందువల్ల, D వద్ద వేర్వేరు ఇన్పుట్ కోసం సంబంధిత అవుట్పుట్ LED Q మరియు Q 'ద్వారా చూడవచ్చు.

పిన్స్ CLK, CL, D మరియు PR సాధారణంగా క్రింద చూపిన విధంగా ప్రారంభ దశలో డౌన్ తీసి. అందువల్ల, డిఫాల్ట్ ఇన్‌పుట్ స్థితి అన్ని పిన్‌లలో తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ విధంగా, సత్య పట్టిక ప్రకారం ప్రారంభ స్థితి పైన చూపిన విధంగా ఉంటుంది. Q = 1, Q '= 0.

బ్రెడ్‌బోర్డుపై తయారు చేసిన డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించి డి రకం ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ యొక్క వివిధ రాష్ట్రాలను మేము క్రింద వివరించాము.

రాష్ట్రం 1:

గడియారం - తక్కువ; డి - 0; పిఆర్ - 0; సిఎల్ - 1; ప్ర - 0; Q '- 1

స్టేట్ 1 ఇన్‌పుట్‌ల కోసం, Q 'అధికంగా ఉండాలని మరియు GREEN దారితీసిన Q తక్కువ అని సూచించే RED లీడ్ గ్లోస్. CLEAR HIGH కు సెట్ చేయబడినప్పుడు పైన చర్చించినట్లుగా , Q 0 కి రీసెట్ చేయబడుతుంది మరియు పైన చూడవచ్చు.

రాష్ట్రం 2:

గడియారం - తక్కువ; డి - 0; పిఆర్ - 1; సిఎల్ - 0; ప్ర - 1; Q '- 0

స్టేట్ 2 ఇన్‌పుట్‌ల కోసం, Q అధికంగా ఉందని మరియు RED నేతృత్వంలోని Q 'తక్కువ అని సూచించే గ్రీన్ లీడ్ గ్లోస్. ప్రీసెట్ HIGH కు సెట్ చేయబడినప్పుడు పైన చర్చించినట్లుగా , Q 1 కు సెట్ చేయబడింది మరియు పైన చూడవచ్చు.

రాష్ట్రం 3: గడియారం - తక్కువ; డి - 0; పిఆర్ - 1; సిఎల్ - 1; ప్ర - 1; Q '- 1

స్టేట్ 3 ఇన్‌పుట్‌ల కోసం RED మరియు GREEN దారితీసిన గ్లోలు Q మరియు Q 'మొదట్లో ఎక్కువగా ఉండాలని సూచిస్తాయి. బటన్లను విడుదల చేయడంలో పిఆర్ మరియు సిఎల్లను తీసివేసినప్పుడు, రాష్ట్రం క్లియర్ అవుతుంది.

రాష్ట్రం 4: గడియారం - అధిక; డి - 0; పిఆర్ - 0; సిఎల్ - 0; ప్ర - 0; Q '- 1

స్టేట్ 4 ఇన్‌పుట్‌ల కోసం, Q 'అధికంగా ఉండాలని మరియు GREEN దారితీసిన Q తక్కువ అని సూచించే RED దారితీసిన గ్లోలు. ఈ స్థితి స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు తదుపరి గడియారం మరియు ఇన్పుట్ వరకు అక్కడే ఉంటుంది. CLOCK LOW to HIGH అంచు ప్రేరేపించబడినందున, CLOCK బటన్‌ను నొక్కే ముందు D ఇన్‌పుట్ బటన్‌ను నొక్కాలి.

రాష్ట్రం 5: గడియారం - అధిక; డి - 1; పిఆర్ - 0; సిఎల్ - 0; ప్ర - 1; Q '- 0

స్టేట్ 5 ఇన్‌పుట్‌ల కోసం, Q అధికంగా ఉందని మరియు RED నేతృత్వంలోని Q 'తక్కువ అని సూచించే గ్రీన్ లీడ్ గ్లోస్. ఈ స్థితి కూడా స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు తదుపరి గడియారం మరియు ఇన్పుట్ వరకు అక్కడే ఉంటుంది. CLOCK LOW to HIGH అంచు ప్రేరేపించబడినందున, CLOCK బటన్‌ను నొక్కే ముందు D ఇన్‌పుట్ బటన్‌ను నొక్కాలి.