T A tudás útmutatójának indítása - előnye és hátránya, hogyan működik, típusok

A T-Flip-flopok hasonlóak a JK flip-flopokhoz.A J és K bemenetek csatlakoztatásával le lehet származni egy t flip-flop-ot.Mint egy D flip-flop, csak egy külső bemenete van, valamint egy óra.

flip-flopok a digitális automaták legegyszerűbb eszközei, amelyek két stabil állapotot mutatnak.Az egyik állam „1”, a másik pedig a „0” értékkel rendelkezik.Az eszköz állapotát és a benne tárolt bináris információkat a kimeneti jelek határozzák meg: közvetlen és inverz.Ha egy potenciált beállítanak a logikai kimenetnek megfelelő közvetlen kimenetre, akkor az eszköz egy trigger állapotban van (az inverz kimenet potenciálja a logikai nullának felel meg).Ha a közvetlen kimeneten nincs potenciál, akkor az eszköz nulla állapotban van.

A T-Flip-flopok elsősorban két fajtában érkeznek:

Aszinkron T-trigger

Szinkron T-trigger

Mindkét típusú T-Flip-flop hasonlóan működik.Az egyetlen különbség az egyik állapotról a másikra való áttérés folyamatában van.Az aszinkron típus közvetlenül hajtja végre ezt az átmenetet, míg a szinkron típus ezen jel alapján működik.

Ha olyan forgatókönyvet értékel, ahol az óra bemenete mindig magas (1), figyelembe kell venni a kapcsoló (T) bemenet két potenciális állapotát, akár magas (1), akár alacsony (0).Mutassuk be az egyes állapotok és a logikai kapu interakciók eredményeit.

• Kimeneti feltétel: Itt mind a Gate1, mind a Gate2 ARE, valamint a T -hez csatlakoztatott kapuk (0 -ra állítva).
• A GATE1 és a GATE2 kimenete: Mivel az AN és a kapu 0, ha bármelyik bemenete 0, a GATE1 és a GATE2 kimenetei mindig 0 lesznek, függetlenül a többi bemenetetől.
• GATE3/Q (N+1) Logika: A GATE3 -t a GATE1 kimenete befolyásolja.Amikor a Gate1 0 -t ad ki, akkor a Gate3 logikai egyenlete nem (0 vagy sem q), ami Q -t eredményez.
• GATE4/Q (N+1) 'LOGIC: A GATE4 hasonló mintát követ, nem (0 vagy Q) előállítását, egyszerűsítve, hogy nem q vagy q'.

• Feltételezve, hogy a GATE1 = 0 és a GATE2 = 0, valamint a HATÁSOK ÉS KAPCSOLATOK HASZNÁLATA (Bármely 0 bemenet eredménye 0 kimenetet eredményez), a művelet egyértelmű:
• A GATE3/Q (N+1) q -ként számít, fenntartva az aktuális állapotot.
• GATE4/Q (N+1) 'q' eredmények, az aktuális állapot komplementuma.

• Kimeneti feltétel: Ha a T 1 -re van állítva, a GATE1 és a GATE2 bemenetei most tükrözik más logikai műveletek kimeneteit, befolyásolva azok kimeneteit.
• A GATE1 és a GATE2 kimenete: A GATE1 közvetlenül csatlakozik a Q aktuális állapotához, a GATE2 pedig nem Q vagy Q '-hez.
• GATE4/Q (N+1) 'Logika: Itt az egyenlet egyszerűsíti, mivel a és a kapu bemenetei ellentétesek (q és nem q), ami 0 -t eredményez.
• GATE3/Q (N+1) Logika: Másrészt a Gate3 nem q vagy q '-vel foglalkozik, nem adja ki (q és 0), egyszerűsítve nem q vagy q' -t.

• A logikai beállítás érdekes interakciókhoz vezet:
• GATE1 = Q, GATE2 = Q ', befolyásolva a későbbi logikai folyamatokat.
• A GATE4/Q (N+1) 'közvetlenül 0 -ként számít, mivel a Q és a Q közötti művelet nem lehet igaz.
• A GATE3/Q (N+1) ezután q '-ként számít, amely az előző állapot váltása, amikor t 0 volt.

Ezt az igazságtáblát használjuk egy jellegzetes táblázat összeállításához a T flip-flop számára.Az igazságtáblázatban csak egy t és egy q (n+1) bemenetet láthat.A jellegzetes táblázatban azonban két t és qn bemenetet és egy q kimenetet (n+1) láthat.

A fenti logikai diagramból egyértelmű, hogy a Qn és a Qn 'két komplementer kimenet, amely szintén a GATE3 és a GATE4 bemeneteként működik, ezért a QN-t (azaz a flip-flop aktuális állapotát) bemenetnek tekintjük, és q (q (n+1) mint a következő állapot kimenete.

A jellegzetes táblázat kitöltése után egy 2 változó K-térképet készítünk a jellegzetes egyenlet levezetésére.

A K-MAP-ból két párot kap.Mindkettő megoldásával a következő jellemző egyenletet kapjuk:

Q (n + 1) = tqn ' + t’qn = t xor qn

A digitális áramkörökben a T-FLIP-flopok számos jelentős előnyt kínálnak, amelyek egyszerűsítik a funkciót és az integrációt:

• Egyetlen bemeneti egyszerűség: A T-Flip-flop-nak csak egy bemenete van, egyszerűsítve a működését.Ez az egyetlen bemenet válthat a magas és az alacsony állapotok között, lehetővé téve, hogy zökkenőmentesen integrálódjon az áramköri tervekbe, és könnyen kapcsolatba lépjen más digitális áramkörökkel.
• Nincs érvénytelen állam: A T-FLIP-flopok nem érvénytelen állapotban vannak, segítve a digitális rendszerek kiszámíthatatlan viselkedésének megakadályozását.Ez a megbízhatóság döntő jelentőségű a rendszer teljesítményének fenntartásához.
• Csökkent energiafogyasztás: A többi flip-flop-hoz képest a T-Flip-flopok kevesebb energiát fogyasztanak.Ez az energiahatékonyság előnyös a hordozható eszközök akkumulátorának élettartamának meghosszabbításához és a nagy digitális rendszerek energiaköltségeinek csökkentéséhez.
• Bistable művelet: A többi flip-flophoz hasonlóan a T-Flip-Flops biste-nál is rendelkezésre áll, vagyis határozatlan időre képesek tartani az állapotot (0 vagy 1), amíg egy bemeneti jel meg nem indítja.Ez a tulajdonság elengedhetetlen azokhoz az alkalmazásokhoz, amelyek megkövetelik az egybites adatok stabil, hosszú távú tárolását.
• Könnyű megvalósítás: A T-Flip-flopok könnyen megvalósíthatók az alapvető logikai kapuk segítségével.Ez az egyszerűség sok digitális rendszer számára gazdaságilag életképes választássá teszi őket, segítve a rendszer költségeinek csökkentését.

Ezen előnyök ellenére a T-FLIP-flopoknak vannak bizonyos korlátozásai is, amelyek befolyásolhatják bizonyos alkalmazásokra való alkalmasságukat:

• Fordított kimenet: A T-Flip-flopok kimenete ellentétes a bemenetével, amely bonyolulttá teszi az időzítési logikai áramkörök tervezését és a formatervezést bonyolultabbá teheti.A tervezőknek ezt fontolóra kell venniük a helyes áramköri viselkedés biztosítása érdekében.
• Korlátozott funkcionalitás: A T-Flip-flopok csak egy kis információt tudnak tárolni, és nem képesek olyan összetett műveleteket végrehajtani, mint a kiegészítés vagy a szorzás, korlátozva azok használatát az alapvető memóriafeladatokban.
• Érzékenység a hibákkal szemben: A T-Flip-flopok érzékenyek lehetnek a bemeneti jel hibáira és zajára, potenciálisan váratlan állapotváltozásokat okozva.Ez az érzékenység kiszámíthatatlan viselkedéshez vezethet a digitális rendszerekben, különösen a magas elektronikus beavatkozással rendelkező környezetben.
• Terjesztési késleltetés: Az összes flip-flophoz hasonlóan a T-Flip-Flops szaporodási késésekkel is találkozik, amelyek időzítési kérdéseket vezethetnek fel a szigorú időzítési korlátokkal rendelkező rendszerekben.Ezeket a késleltetéseket a rendszer kialakítása során figyelembe kell venni az időzítési hibák elkerülése és a megbízható működés biztosítása érdekében.

A T-Flip-flopokat különféle valós alkalmazásokban használják, ideértve a következőket, ideértve a következőket:

• Frekvenciaosztály: A T-FLIP-flopokat gyakran használják az órajel frekvenciájának felére.A flip-flop állapotának minden órás impulzussal történő váltásával hatékonyan osztják a bemeneti jel frekvenciáját kettővel, így ideálisak a pontos időzítéshez és a digitális órákhoz és a frekvenciaszintetizátorokhoz.
• Frekvencia megduplázódása: Ezzel szemben a T-FLIP-flopok felhasználhatók az órajel frekvenciájának megduplázására, az úgynevezett frekvencia megduplázódásra.Ezt úgy érik el, hogy a flip-flop-ot egy olyan beállításban konfigurálják, amely a bemeneti jel képződésének kétszerese kimeneti frekvenciát generál.
• Adattárolás: A T-FLIP-flopok alapvető építőelemekként használhatók az egyetlen adat bit tárolására, ahol az adatokat ideiglenesen meg kell menteni a további feldolgozáshoz vagy átvitelhez.Ez nagyon hasznossá teszi őket olyan alkalmazásokban, mint a műszak regiszterek és a tárolóeszközök.
• Számlálók: A T-FLIP-FLOP-k másik jelentős alkalmazása a bináris számlálók létrehozása.Összekapcsolhatók más digitális logikai kapukkal, hogy olyan számlálókat készítsenek, amelyek a tervezési követelmények alapján növelik vagy csökkenthetik a számolást.