T laukaise tietoopas - edut ja haitat, miten se toimii, tyypit

T-flip-flops on samanlainen kuin JK-flip-flops.Yhdistämällä J- ja K-tulot voidaan johtaa t-flip-flop.Kuten d flip-flop, sillä on vain yksi ulkoinen tulo yhdessä kellon kanssa.

flip-flops ovat yksinkertaisimpia laitteita digitaalisessa automaatissa, joissa on kaksi vakaata tilaa.Yhdellä valtiolla on arvo "1" ja toinen "0."Laitteen tila ja siihen tallennetut binaariset tiedot määritetään lähtösignaaleilla: suora ja käänteinen.Jos potentiaali asetetaan loogista lähtöä vastaavassa suorassa lähdössä, laite on yhden liipaisimen tilassa (käänteinen lähteen potentiaali vastaa loogista nollaa).Jos suorassa lähtössä ei ole potentiaalia, laite on nollatilassa.

T-flip-flopsit ovat pääasiassa kahdessa lajikkeessa:

Asynkroninen T-liipaisu

Synkroninen T-liipaisu

Molemmat T-flip-flopsit toimivat samalla tavalla.Ainoa ero on prosessissa, jossa siirtyminen tilasta toiseen.Asynkroninen tyyppi suorittaa tämän siirtymisen suoraan, kun taas synkroninen tyyppi toimii tämän signaalin perusteella.

Arvioidessaan skenaariota, jossa kellotulo on aina korkea (1), on tarpeen ottaa huomioon vaihtamisen (t) tulo (t), joko korkea (1) tai matala (0).Yksityiskohtaisesti yksityiskohtaisesti kunkin valtion ja siihen liittyvät logiikkaportin vuorovaikutukset.

• Lähtöolosuhteet: Tässä sekä Gate1 että Gate2 ovat ja portit on kytketty T: hen (asetettu arvoon 0).
• Gate1 ja Gate2 -lähtö: Koska ja porttilähtöt 0, kun jokin sen tuloista on 0, Gate1: n ja Gate2: n lähtöt ovat aina 0, muista tuloistaan ​​riippumatta.
• Gate3/Q (N+1) Logiikka: Gate3: n vaikuttaa GATE1: n lähtö.Kun Gate1 -lähtö 0, Gate3: n logiikkayhtälö yksinkertaistaa ei (0 tai ei q), mikä johtaa Q.
• GATE4/Q (N+1) 'Logiikka: Gate4 noudattaa samanlaista mallia, joka tuottaa ei (0 tai Q), yksinkertaistaen ei q tai q'.

• Jos oletetaan,
• Gate3/Q (n+1) laskee Q: ksi, joka ylläpitää nykyistä tilaa.
• Gate4/Q (n+1) 'johtaa q', nykyisen tilan komplementti.

• Lähtöolosuhteet: Kun T on asetettu arvoon 1, Gate1: n ja Gate2: n tulot heijastavat nyt muiden logiikkaoperaatioiden lähtöjä vaikuttaen niiden lähtöihin.
• GATE1 ja GATE2 Output: GATE1 muodostaa yhteyden suoraan nykyiseen tilaan Q ja GATE2: een ei Q tai Q '.
• GATE4/Q (N+1) 'Logiikka: Tässä yhtälö yksinkertaistaa, koska ja portin tulot ovat vastakohtia (q eikä q), mikä johtaa 0: een.
• GATE3/Q (N+1) Logiikka: Toisaalta GATE3 käsittelee ei q tai q ', joka tulee ei (Q ja 0), yksinkertaistaen olla q tai q'.

• Logiikan asennus johtaa mielenkiintoisiin vuorovaikutuksiin:
• Gate1 = Q, Gate2 = Q ', joka vaikuttaa myöhempiin logiikkaprosesseihin.
• GATE4/Q (N+1) 'Lasketaan suoraan arvoksi 0, koska Q: n eikä Q: n välinen toiminta ei voi olla totta.
• Gate3/Q (n+1) laskee sitten q ': ksi, joka on vaihtaminen edellisestä tilasta, kun t oli 0.

Käytämme tätä totuustaulukkoa kootaksesi ominaispöydän T-flip-flopille.Totuustaulukossa voit nähdä vain yhden tulon T ja yhden lähdön Q (n+1).Ominaisuustaulukossa näet kuitenkin kaksi tuloa T ja QN ja yhden lähtö Q (n+1).

Yllä olevasta logiikkakaaviosta on selvää, että QN ja QN 'ovat kaksi komplementaarista lähtöä, jotka toimivat myös Gate3: n ja Gate4: n tuloina, joten tarkastellaan QN: tä (ts. Flip-flopin nykyinen tila) tuloksi ja Q (Q (n+1) seuraavan tilan tulosteena.

Ominaisuustaulukon valmistumisen jälkeen rakennamme 2-muuttujan K-kartta ominaisyhtälön saamiseksi.

K-mapista saat kaksi paria.Molemmat ratkaisemalla saamme seuraavan ominaisyhtälön:

Q (n + 1) = tqn ' + t’Qn = t xor qn

Digitaalisissa piireissä t-flip-flops tarjoaa useita merkittäviä etuja, jotka yksinkertaistavat niiden toimintaa ja integraatiota:

• Yhden syötteen yksinkertaisuus: T-flip-flopsissa on vain yksi tulo, joka yksinkertaistaa niiden toimintaa.Tämä yksitulo voi vaihtaa korkean ja matalan tilojen välillä, jolloin se integroituu saumattomasti piirimalleihin ja muodostaa helposti yhteyden muihin digitaalisiin piiriin.
• Ei virheellisiä valtioita: T-flip-flopsista puuttuu virheelliset valtiot, jotka auttavat estämään arvaamatonta käyttäytymistä digitaalisissa järjestelmissä.Tämä luotettavuus on ratkaisevan tärkeää johdonmukaisen järjestelmän suorituskyvyn ylläpitämiseksi.
• Vähentynyt virrankulutus: Verrattuna muihin flip-floppeihin, t-flip-flops kuluttaa vähemmän virtaa.Tämä energiatehokkuus on hyödyllinen kannettavien laitteiden akun pidentämisessä ja suurten digitaalisten järjestelmien energiakustannusten vähentämisessä.
• Bistable -toiminta: Kuten muutkin flip-flops, T-flip-flops-ominaisuudet ovat bistable-toimenpide, mikä tarkoittaa, että ne voivat pitää määräämättömän ajan joko tilaa (0 tai 1), kunnes tulosignaali laukaistaan.Tämä ominaisuus on välttämätön sovelluksille, jotka vaativat yhden bittisen tiedon vakaan, pitkäaikaisen varastoinnin.
• Helppo toteutus: T-flip-flops voidaan helposti toteuttaa logiikkaporttien avulla.Tämä yksinkertaisuus tekee niistä taloudellisesti kannattavan valinnan monille digitaalisille järjestelmille, mikä auttaa vähentämään järjestelmän kokonaiskustannuksia.

Näistä eduista huolimatta t-flip-flopsissa on myös joitain rajoituksia, jotka voivat vaikuttaa niiden soveltuvuuteen tiettyihin sovelluksiin:

• Käänteinen lähtö: T-flip-flopsin lähtö on päinvastainen sen tulolle, mikä voi vaikeuttaa ajoituslogiikkapiirien suunnittelua ja tehdä suunnittelusta monimutkaisemman.Suunnittelijoiden on harkittava tätä oikean piirikäyttäytymisen varmistamiseksi.
• Rajoitettu toiminnallisuus: T-flip-flops voi tallentaa vain yhden bitin tiedon, eivätkä pysty suorittamaan monimutkaisia ​​toimintoja, kuten lisäystä tai kertolaskua, rajoittaen niiden käyttöä perusmuistitehtävissä.
• Herkkyys häiriöille: T-flip-flops voi olla herkkä tulosignaalin häiriöille ja melulle aiheuttaen mahdollisesti odottamattomia tilanmuutoksia.Tämä herkkyys voi johtaa arvaamattomaan käyttäytymiseen digitaalisissa järjestelmissä, etenkin ympäristöissä, joissa on korkeat elektroniset häiriöt.
• Etenemisviive: Kuten kaikki flip-flops, myös t-flip-flops kohtaamisen etenemisviiveet, jotka voivat tuoda esiin ajoitusongelmat järjestelmissä, joilla on tiukat ajoitusrajoitukset.Nämä viivästykset on otettava huomioon järjestelmän suunnittelun aikana ajoitusvirheiden välttämiseksi ja luotettavan toiminnan varmistamiseksi.

T-flip-flopsia käytetään erilaisissa reaalimaailman sovelluksissa, mukaan lukien:

• Taajuusjako: T-flip-flopsia käytetään usein kellosignaalin taajuuden puolistamiseen.Vaihtamalla flip-flopin tila jokaisella kellopulssilla, ne jakavat tehokkaasti tulosignaalin taajuuden kahdella, mikä tekee niistä ihanteellisia tarkkaan ajoitukseen ja digitaalisiin kelloihin ja taajuussyntetisaattoreihin.
• Taajuus kaksinkertaistuu: Päinvastoin, T-flip-flopsia voidaan käyttää myös kellerisignaalin taajuuden kaksinkertaistamiseen, joka tunnetaan nimellä taajuus kaksinkertaistuu.Tämä saavutetaan määrittämällä flip-flops asennuksessa, joka tuottaa lähtötaajuuden kahdesti tulosignaalin.
• Tietojen tallennus: T-flip-flopsia voidaan käyttää perusrakennuspalikoina yhden databittien tallentamiseen, joissa tiedot on tallennettava väliaikaisesti jatkokäsittelyyn tai lähettämiseen.Tämä tekee niistä erittäin hyödyllisiä sovelluksissa, kuten vuorokoneet ja tallennuslaitteet.
• Laskurit: Toinen merkittävä t-flip-flops -sovellus on binaaristen laskurien luominen.Ne voidaan kytkeä toisiinsa muiden digitaalisten logiikkaporttien kanssa laskurien rakentamiseksi, jotka voivat lisätä tai laskentaa suunnitteluvaatimusten perusteella.