Voraussetzung: Einführung in die sequentielle Schaltung

Flip Flop ist ein elektronisches Gerät oder genauer gesagt eine Art Speicherbaustein, der ein Datenbit speichern kann. Ein Flip-Flop hat zwei Zustände, nämlich SET und RESET. Diese Zustände werden durch die binären Werte 0 und 1 dargestellt. Das Flip-Flop bleibt in seinem aktuellen Zustand, bis es ein Signal empfängt, das es in den entgegengesetzten Zustand schaltet. Ein Takt- oder Impulssignal kann dazu führen, dass das Flip-Flop seinen Zustand ändert.

D Flip-Flop

D-Flip-Flop ist ein elektronisches Gerät, das als Verzögerungs-Flip-Flop oder Daten-Flip-Flop bekannt ist und zum Speichern einzelner Datenbits verwendet wird. D-Flip-Flops sind synchron oder asynchron. Der einzelne Takt ist für die synchrone Version von D-Flip-Flops erforderlich, nicht jedoch für die asynchrone. Das D-Flip-Flop verfügt über zwei Eingänge, einen Daten- und einen Takteingang, der das Flip-Flop steuert. Wenn der Takteingang hoch ist, werden die Daten an den Ausgang des Flip-Flops übertragen, und wenn der Takteingang niedrig ist, wird der Ausgang des Flip-Flops in seinem vorherigen Zustand gehalten.

Funktionsweise des D-Flip-Flops

D-Flipflops bestehen aus einem einzelnen Eingang D und zwei Ausgängen (Q und Q’). Die grundlegende Funktionsweise von D Flip Flop ist wie folgt:

• Wenn das Taktsignal niedrig ist, behält das Flip-Flop seinen aktuellen Zustand und ignoriert den D-Eingang.
• Wenn das Taktsignal hoch ist, tastet das Flip-Flop den D-Eingang ab und speichert ihn.
• Der Wert, der zuvor in den D-Eingang eingespeist wurde, wird am Q-Ausgang des Flipflops widergespiegelt.
  • Wenn D = 0, dann ist Q 0.
  • Wenn D = 1, dann ist Q 1.
• Der Q‘-Ausgang des Flipflops wird durch den Q-Ausgang ergänzt.
  • Wenn Q = 0, dann ist Q‘ 1.
  • Wenn Q = 1, dann ist Q‘ 0.

Wahrheitstabelle von D Flip Flop

Charakteristische Tabelle des D-Flip-Flops

Die Kennlinientabelle des D-Flipflops zeigt das Verhalten des Flipflops für jede Kombination aus Eingang und aktuellem Zustand. Die charakteristische Tabelle für ein D-Flip-Flop sieht wie folgt aus.

Java-Trennzeichen

Merkmalstabelle von D Flip Flop

• D ist der Eingang und Q ist der aktuelle Zustand, Qn + 1 ist der nächste Zustand, der ausgegeben wird.
• Qn+1 ist immer Null, wenn D 0 ist, unabhängig vom aktuellen Zustand des Flip-Flops.
• Wenn der Eingang des Flip-Flops 1 ist, ist der nächste Zustand des Flip-Flops immer 1, unabhängig vom aktuellen Zustand des Flip-Flops.

Charakteristische Gleichung des D-Flipflops

Die charakteristische Gleichung des D-Flipflops besteht aus einem booleschen Ausdruck, der die Beziehung zwischen Eingang und Ausgang des Flipflops erklärt. Die charakteristische Gleichung für ein D-Flip-Flop lautet wie folgt.

Polymorphismus Java

Charakteristische Gleichung des D-Flipflops

• Qn+1 stellt den Ausgang des Flip-Flops beim nächsten Taktzyklus dar.
• Dn ist der Eingang zum Flip-Flop im aktuellen Taktzyklus und n stellt den aktuellen Taktzyklus dar.
• Diese charakteristische Gleichung von D-Flip-Flop-Zuständen dass der Ausgang des Flip-Flops beim nächsten Taktzyklus gleich dem Eingang beim aktuellen Taktzyklus sein wird .

D Flip-Flop-Anregungstabelle

Dabei repräsentiert Qn den aktuellen Zustand des Flip-Flops und Dn repräsentiert den aktuellen Eingang des Flip-Flops. Wobei Qn+1 den nächsten Zustand des Flipflops darstellt.

• Wenn Qn 0 ist und Dn ebenfalls 0 ist, wird Qn+1 zu 0. Diese Situation erklärt den Zustand des Haltezustands.
• Wenn Qn 0, Dn jedoch 1 ist, wird Qn+1 zu 1. Diese Situation erklärt den Zustand des Reset-Zustands.
• Wenn Qn 1, Dn jedoch 0 ist, wird Qn+1 zu 0. Diese Situation erklärt den Zustand des Haltezustands.
• Wenn Qn 1 ist und Dn ebenfalls 1 ist, wird Qn+1 zu 1. Diese Situation erklärt den Zustand des Reset-Zustands.

Vorteile von D Flip Flop

• D-Flip-Flop ist sehr einfach zu entwerfen.
• Die Rechengeschwindigkeit des D-Flip-Flops ist im Vergleich zu anderen Flip-Flops sehr hoch.
• Für den Entwurf des D-Flip-Flops sind nur sehr wenige Komponenten erforderlich, was das Verständnis erleichtert.

Nachteile von D Flip Flop

• D-Flip-Flops sind anfällig für Störungen. Wenn sich der Eingang schnell ändert, kann es zu Störungen am Flip-Flop-Ausgang kommen. Störungen in digitalen Schaltkreisen sind schwer zu erkennen und zu beheben.

Arten von D-Flip-Flops

• D-Verriegelung.
• EdgeTriggered D Flip Flop.

Anwendung von D Flip Flop

Das D-Flip-Flop hat zahlreiche Anwendungen in digitalen Systemen und wird wie folgt beschrieben:

• Erinnerung: Das D-Flip-Flop wird verwendet, um eine Speicherschaltung zum Speichern der Daten zu erstellen.
• Register: Das D-Flip-Flop wird zum Erstellen eines Registers verwendet, das Daten im digitalen System speichern kann. Durch die Verwendung des D-Flip-Flops kann der Designer je nach Anforderung Register jeder Größe bauen.
• Zähler: D-Flipflops werden verwendet, um die Zähler zu erstellen, die die Anzahl der im digitalen System aufgetretenen Ereignisse zählen.
• Synchrones System: D-Flip-Flop spielt bei der Entwicklung des Synchronsystems eine Rolle.

Abschluss

In diesem Artikel haben wir die Grundlagen des D-Flip-Flops mit dem Funktionsprinzip der D-Flip-Flops besprochen. Wir haben auch über die charakteristische Tabelle des D-Flip-Flops gesprochen und aus der Analyse der Tabelle die charakteristische Gleichung und die Anregungstabelle des D-Flip-Flops abgeleitet. In diesem Artikel werden verschiedene Vor- und Nachteile des D-Flip-Flops anhand der jüngsten Anwendungen des D-Flip-Flops erläutert.