T spouštěcí znalostní průvodce - klady a nevýhody, jak to funguje, typy

T-Flip-Flops jsou podobné JK žabky.Připojením vstupů J a K můžete odvodit t-flip-flop.Stejně jako d flip-flop má pouze jeden externí vstup spolu s hodinami.

žabky jsou nejjednodušší zařízení v digitálních automatech a vykazují dva stabilní stavy.Jeden stát má hodnotu „1“ a druhý A „0.“Stav zařízení a binární informace uložené v něm jsou určeny výstupními signály: přímé a inverzní.Pokud je potenciál nastaven na přímý výstup odpovídající logickému výstupu, je zařízení ve stavu s jedním spouštěčem (potenciál inverzního výstupu odpovídá logické nule).Pokud není na přímém výstupu žádný potenciál, je zařízení ve stavu nuly.

T-Flip-Flops primárně přicházejí ve dvou odrůdách:

Asynchronní T-spouštěč

Synchronní T-spouštěč

Podobně fungují oba typy T-Flip-Flops.Jediný rozdíl je v procesu přechodu z jednoho stavu do druhého.Asynchronní typ provádí tento přechod přímo, zatímco synchronní typ pracuje na základě tohoto signálu.

Při hodnocení scénáře, kde je vstup hodin vždy vysoký (1), je nutné zvážit dva potenciální stavy vstupu přepínače (t), ať už vysoký (1) nebo nízký (0).Pojďme podrobně popsat výsledky pro každý stav a interakce logické brány.

• Výstupní podmínka: Zde jsou Gate1 i Gate2 a brány připojené k T (nastaveno na 0).
• Výstup GATE1 a GATE2: Protože AND AND AND BATE vystupuje 0, když je některý z jeho vstupů 0, výstupy GATE1 a GATE2 budou vždy 0, bez ohledu na jejich další vstupy.
• GATE3/Q (n+1) Logika: GATE3 je ovlivněna výstupem GATE1.Když vystoupí GATE1 0, logická rovnice Gate3 zjednodušuje na ne (0 nebo ne q), což má za následek Q.
• GATE4/Q (n+1) 'Logika: GATE4 sleduje podobný vzorec a produkuje ne (0 nebo q), což zjednodušuje ne q nebo q'.

• Za předpokladu, že Gate1 = 0 a GATE2 = 0, a využití charakteristiky a bran (jakýkoli vstup 0 výsledků ve výstupu 0), operace je jednoduchá:
• Gate3/q (n+1) se vypočítá jako q, což udržuje aktuální stav.
• Gate4/Q (n+1) 'výsledky v Q', doplněk aktuálního stavu.

• Výstupní podmínka: Když je T nastaveno na 1, vstupy GATE1 a GATE2 nyní odrážejí výstupy jiných logických operací, což ovlivňuje jejich výstupy.
• Výstup GATE1 a GATE2: GATE1 se připojuje přímo k aktuálnímu stavu Q a GATE2 k ne q nebo q '.
• GATE4/Q (n+1) 'Logika: Zde rovnice zjednodušuje, protože vstupy AND AND AND jsou protiklady (q a ne q), což má za následek 0.
• GATE3/Q (N+1) Logika: Na druhé straně se GATE3 zabývá ne q nebo q ', nevystupuje ne (q a 0), což zjednoduší ne q nebo q'.

• Logické nastavení vede k zajímavým interakcím:
• Brána1 = q, brána2 = q ', ovlivňující následující logické procesy.
• Gate4/q (n+1) 'přímo vypočítá jako 0, protože operace mezi q a ne q nemůže být pravdivá.
• Gate3/Q (n+1) se poté vypočítá jako q ', což je přepínač z předchozího stavu, kdy byl t 0.

Tuto tabulku pravdy použijeme k sestavení charakteristické tabulky pro fplop T.V tabulce pravdy můžete vidět pouze jeden vstup T a jeden výstup q (n+1).V charakteristické tabulce však uvidíte dva vstupy T a Qn a jeden výstup q (n+1).

Z výše uvedeného logického diagramu je jasné, že QN a Qn 'jsou dva doplňkové výstupy, které také působí jako vstupy pro bránu3 a bránu4, proto považujeme QN (tj. Současný stav flip-flop) za vstup a q (n+1) jako výstup pro další stav.

Po dokončení charakteristické tabulky vytvoříme 2-proměnnou K-mapu k odvození charakteristické rovnice.

Z K-mapy získáte dva páry.Řešení obou získáme následující charakteristickou rovnici:

Q (n + 1) = tqn ' + t'qn = t xor qn

V digitálních obvodech nabízí T-Flip-Flops několik významných výhod, které zjednodušují jejich funkci a integraci:

• Jednorázová jednoduchost: T-Flip-Flops má pouze jeden vstup, což zjednodušuje jejich provoz.Tento jediný vstup může přepínat mezi vysokými a nízkými stavy, což mu umožňuje hladce integrovat do návrhů obvodů a snadno se spojit s jinými digitálními obvody.
• Žádné neplatné státy: T-Flip-Flops postrádají neplatné stavy a pomáhají předcházet nepředvídatelnému chování v digitálních systémech.Tato spolehlivost je zásadní pro udržení konzistentního výkonu systému.
• Snížená spotřeba energie: Ve srovnání s jinými žabky konzumují T-Flip-Flops méně energie.Tato energetická účinnost je prospěšná pro prodloužení výdrže baterie přenosných zařízení a snížení nákladů na energii velkých digitálních systémů.
• BISTABLE OPERACE: Stejně jako jiné žabky, T-Flip-Flops má bistabilní operaci, což znamená, že mohou na neurčito udržovat buď stav (0 nebo 1), dokud nebudou spuštěny vstupním signálem.Tato charakteristika je nezbytná pro aplikace, které vyžadují stabilní a dlouhodobé skladování jednombitových dat.
• Snadná implementace: T-Flip-Flops lze snadno implementovat pomocí základních logických bran.Tato jednoduchost z nich dělá ekonomicky životaschopnou volbu pro mnoho digitálních systémů, což pomáhá snížit celkové systémové náklady.

Navzdory těmto výhodám mají T-Flip-Flops také určitá omezení, která mohou ovlivnit jejich vhodnost pro určité aplikace:

• Invertovaný výstup: Výstup T-Flip-Flops je opakem jeho vstupu, který může komplikovat návrh logických obvodů časování a učinit design složitější.Návrháři to musí zvážit, aby zajistili správné chování obvodu.
• Omezená funkce: T-Flip-Flops může ukládat pouze jeden kousek informací a nejsou schopni provádět komplexní operace, jako je přidání nebo násobení, což omezuje jejich použití v základních paměťových úkolech.
• Citlivost na závady: T-Flip-Flops může být citlivé na závady a šum na vstupním signálu, což potenciálně způsobuje neočekávané změny stavu.Tato citlivost může vést k nepředvídatelnému chování v digitálních systémech, zejména v prostředích s vysokým elektronickým rušením.
• Propagační zpoždění: Stejně jako všechny žabky, T-Flip-Flops se setkávají se zpožděním šíření, které mohou v systémech s přísnými omezeními načasování zavést problémy s načasováním.Tato zpoždění musí být zvážena během návrhu systému, aby se zabránilo chybám načasování a zajistilo spolehlivý provoz.

T-Flip-Flops se používají v různých aplikacích v reálném světě včetně:

• Divize frekvence: T-lip-klopy se často používají k polovině frekvence signálu hodin.Tím, že přepíná stav flip-flopu s každým hodinovým pulsem, efektivně rozdělují frekvenci vstupního signálu dvěma, což z nich činí ideální pro přesné načasování a digitální hodiny a frekvenční syntetizátory.
• Frekvence zdvojnásobení: Naopak, T-Flip-Flops lze také použít ke zdvojnásobení frekvence signálu hodin, známého jako frekvenční zdvojnásobení.Toho je dosaženo konfigurací flip-flopů v nastavení, které generuje výstupní frekvenci dvakrát u vstupního signálu.
• Ukládání dat: T-Flip-Flops lze použít jako základní stavební bloky pro skladování jednotlivých datových bitů, kde je třeba dočasně uložit data pro další zpracování nebo přenos.Díky tomu jsou velmi užitečnými v aplikacích, jako jsou registry Shift a úložiště.
• Čeřáby: Další významnou aplikací T-Flip-Flops je vytváření binárních čítačů.Mohou být propojeny s jinými digitálními logickými bránami, aby se stavěly čítače, které mohou zvýšit nebo snižovat počítání na základě požadavků na návrh.