AD Flip Flop armazena um único bit de dados; sua saída espelha a entrada (D) quando o clock (CLK) está alto. Tabela verdade: Quando CLK=1, se D=0, saída Q=0, se D=1, Q=1; Quando CLK=0, Q permanece inalterado. É acionado por borda, mudando de estado apenas nas bordas do clock, garantindo armazenamento estável de dados e sincronização em circuitos digitais. Ideal para registradores de deslocamento, armazenamento de dados e sincronização de entradas assíncronas.
Um flip-flop é o elemento fundamental do circuito sequencial, que possui dois estados estáveis e pode armazenar um bit por vez. Ele pode ser projetado usando um circuito combinacional com feedback e um relógio. D Flip-Flop é um daqueles Flip Flop que pode armazenar dados. Ele pode ser usado para armazenar dados de forma estática ou dinâmica, dependendo do projeto do circuito. D O flip-flop é usado em muitos circuitos sequenciais como registrador, contador, etc.
O que é flip-flop D?
D flip-flop ou Data flip-flop é um tipo de flip-flop que tem apenas uma entrada de dados que é 'D' e uma entrada de pulso de clock com duas saídas Q e Q bar. Esse flip-flop também é chamado de flip-flop de retardo porque quando os dados de entrada são fornecidos no flip-flop d, a saída segue o retardo dos dados de entrada em um pulso de clock.
Forma completa de flip-flop D
D significa Delay ou Data in D flip-flop.
Diagrama de flip-flop D
O circuito fornecido representa o diagrama de circuito flip-flop D, onde todo o circuito é projetado com a ajuda da porta NAND. Aqui, a saída de uma porta NAND é alimentada como uma entrada para a outra porta NAND, que forma uma trava. Então, a trava é fechada com mais duas portas NAND, onde D é uma entrada e clock é a outra entrada.
A saída final do flip-flop D é Q e Qbar, onde Qbar é sempre complementar a Q.
D Tabela Verdade do Flip Flop
O que é D Flip Flop Truth Table ?
A tabela verdade do flip-flop d mostra todas as saídas possíveis do flip-flop d com todas as combinações possíveis da entrada para o flip-flop d, onde Clock e D são a entrada para o flip-flop D e Q e Qbar são a saída do D flip-flop.
| RELÓGIO | D | Q | Barra Q |
| 0 | 0 | SEM MUDANÇA | SEM MUDANÇA |
| 0 | 1 | SEM MUDANÇA | SEM MUDANÇA |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Tabela de excitação do flip-flop D
A tabela de exaltação ou tabela de estado mostra a entrada mínima em relação à saída que pode definir o circuito. Que representa principalmente um circuito sequencial com seu presente e próximo estado de saída com a entrada predefinida e pulso de clock. Esta tabela também é conhecida como uma tabela de características para D flip-flop.
| A partir de | CLK | Estado atual 'Q' | Próximo estado 'Q' |
| X | 0 | 0 | 0 |
| X | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Expressão booleana do flip-flop D
A expressão booleana do flip-flop D é Q (t + 1) = D porque o próximo valor de Q depende apenas do valor de D, enquanto há um atraso de um pulso de clock da entrada D para a saída Q.
Como D Flip Flop funciona?
Funcionamento do flip-flop D
D Flipflop é um elemento de memória biestável, que pode armazenar um bit por vez, tanto '1' quanto '0'. Quando a entrada D é fornecida ao flip-flop, a verificação do circuito para o sinal do relógio é que o sinal do relógio está alto (para flip-flop d disparado por nível) e, a cada pulso do relógio, a entrada D se propaga para a saída Q.
Para flip-flop acionado por borda, o circuito verifica a transição do pulso de clock de acordo com o qual o flip-flop propaga a entrada para a saída; a borda disparada pode ser disparada por borda positiva ou negativa. O flip-flop D acionado por borda positiva muda sua saída de acordo com a entrada com cada transição do pulso de clock de 0 a 1. Já para o flip-flop D acionado por borda negativa muda sua saída de acordo com a entrada com cada transição do pulso de clock de 1 a 0.
D diagrama de temporização do flip-flop
Conforme mostrado na figura dada, há uma representação de pulso de clock, com a qual D, que é a entrada do flip-flop D, e Q que é a saída, é representada, onde Qbar é a saída complementar da saída Q, aqui vemos o diagrama de tempo de um flip-flop de borda positiva, é por isso que aqui a saída muda com cada transição positiva no pulso de clock de acordo com a entrada.
D diagrama de blocos do flip-flop
O diagrama mostrado abaixo é a representação em bloco do flip-flop d, onde D é a entrada, o relógio é outra entrada para o flip-flop, onde um sinal predefinido e claro é usado para definir ou redefinir a saída Q do flip-D -flop.
O que é o símbolo D flip-flop?
D flip flop Clear e Preset
A figura fornecida é o diagrama de blocos de um flip-flop D tendo preset / set e rest / clear como entrada adicional para o flip-flop, onde Preset / Set é usado para definir a saída Q do flip-flop definido como 1. Rest / Clear é para definir a saída Q do flip-flop para 0.
D flip-flop com conjunto
O flip-flop D pode ter definido a entrada como um requisito e pode alterar a saída e definir a saída Q para 1. Pode ser síncrono ou assíncrono, Síncrono quando a saída pode mudar apenas com o pulso de clock, assíncrono é quando o a saída pode ser definida como 1 em qualquer ponto do tempo, independentemente do pulso do clock.
D flip flop com reset
O flip-flop D às vezes pode redefinir / limpar a entrada apenas em adição à entrada de dados e entrada de relógio, redefinindo a saída Q para zero do flipflop d como um requisito. Reset / Clear ser entrada baixa ativa ou entrada alta ativa depende do design do Flip Flop.
Definir e redefinir assíncrono
Flip-flop D com ajuste e reset assíncronos
O flip-flop D pode ter uma configuração / predefinição assíncrona e redefinir / limpar como entrada independente do relógio. Isso significa que a saída do Flip Flop pode ser definida como 1 com predefinição ou redefinida como 0 com a redefinição, apesar do pulso do clock, o que significa que a saída pode mudar com ou sem clock, o que pode resultar em saída assíncrona.
D flip-flop com reset assíncrono
Os flip-flops D podem ter reset assíncrono, que pode ser independente do relógio. Independentemente do relógio, o reset pode alterar a saída Q para zero, o que pode causar saída assíncrona.
D flip-flop com reset síncrono
D flip-flop com reset síncrono significa que a saída pode ser zerada com a entrada de reset, mas apenas com o relógio, o que torna a entrada de reset dependente do pulso do clock; sem a redefinição do pulso de clock não será possível definir a saída Q para zero, o que lhe dará sempre uma saída síncrona.
D Flip Flop com Ativar
Diferente de definir / predefinir ou redefinir / limpar D flip-flop pode ter habilitado como uma entrada quando habilitado está alto, o Flip Flop pode operar com a entrada de dados e entrada de relógio, mas quando o habilitado é baixo, independentemente de qualquer outra entrada o flip-flop permanece em um estado de espera.
Flip-flop D com Ativar Tabela da Verdade
| permitirDQn01SEM ALTERAÇÃO00SEM ALTERAÇÃO111100Tabela: Flip-flop D tabela verdade com entrada de habilitação |
D flip flop Truth Table com Preset e Clear
| PR (ATIVO BAIXO) | CLR (ATIVO BAIXO) | CLK | D | Q | Barra Q |
| 0 | 1 | X | X | 1 | 0 |
| 1 | 0 | X | X | 0 | 1 |
| 0 | 0 | X | X | NÃO DEFINIDO | NÃO DEFINIDO |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | X | SEM MUDANÇA | SEM ALTERAÇÃO |
Mesa da verdade flip-flop D com relógio e reset
| CLK | REAJUSTE | D | Q |
| 0 | X | X | SEM MUDANÇA |
| 1 | 1 | X | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
Flip-flop D assíncrono
Quando o flip-flop D gera saída independente do sinal de clock, então a saída produzida pode ser assíncrona. É causado principalmente por um sinal assíncrono definido / predefinido ou limpo / redefinido, que pode definir ou redefinir a saída do flip-flop a qualquer momento, o que interrompe a sincronicidade no flip-flop D.
Diagrama de Estado para D Flip Flop
O diagrama de estado é a representação de um estado estável diferente com a transição entre os estados com a causa da transição. Aqui, cada saída de estado estável do flip-flop D é representada por um círculo. Em contraste, a transição entre o estado é representada pela seta entre o círculo, que é nivelada com a causa da transição.
Quando o estado muda de 0 para 1, isso é causado pela entrada D, que é alta, e quando o estado da saída é 0, e no momento D = 0 que não produz mudança na saída, a seta com D = 0 começa com o estado 0 e também retorna ao estado 0.
Gráfico ASM para flip-flop D
Um gráfico de máquina de estado algorítmico contém três blocos: bloco de estado, bloco de condição e caixa de saída condicional. A caixa retângulo representa um estado; a caixa de losango é a caixa de condição verdadeira ou falsa se a condição decidir o ramo a seguir.
D flip-flop esquemático | D Circuito esquemático flip-flop | Esquemático de flip-flop tipo D
A figura mostra a representação esquemática do flip-flop D; o diagrama esquemático representa o procedimento usando abstrato.
Dois diagramas mostram o funcionamento do flip-flop D quando o relógio está alto e outro mostra quando o relógio está baixo. Quando o relógio está alto, os dados de entrada passam pelo circuito, mas quando o relógio está baixo, a entrada não pode passar pelo circuito, o que mostra que independentemente da mudança na entrada, não haverá mudança na saída quando o relógio estiver baixo.
Flip-flop D dinâmico
Flip Flop é geralmente um dispositivo de armazenamento estático, mas um flip-flop dinâmico pode armazenar dados dinamicamente. No diagrama esquemático fornecido de um flip-flop dinâmico, podemos ver um capacitor conectado a cada estágio. Quando não há pulso de clock por um longo período, a carga do capacitor pode ser perdida. No entanto, devido à presença do capacitor, o circuito será capaz de armazenar dados dinamicamente.
O flip-flop D dinâmico é projetado para operação mais rápida; a área coberta pelo flip-flop dinâmico é menor do que a de um flip-flop estático.
Metaestabilidade do flip-flop D
A metaestabilidade se refere ao estado em que a saída não é determinística. Pode causar oscilação, transições pouco claras nos circuitos. Por exemplo, o flip Flop enfrenta o problema da metaestabilidade; acontece com um flip-flop quando o pulso do clock e os dados mudam ao mesmo tempo, o que faz com que o resultado se comporte de maneira imprevisível.
Para evitar metaestabilidade no flip-flop, a operação do flip-flop deve operar considerando o tempo de configuração e o tempo de espera do flip-flop. Ainda assim, a metaestabilidade não pode ser eliminada completamente, mas pode ser minimizada.
Aplicação de flip-flop D
Aplicações importantes do flipflop D listadas a seguir:
- O flip-flop D pode ser usado para produzir um atraso controlado no circuito.
- Usado para projetar o circuito divisor de frequência.
- Para criar contadores.
- Para desenvolver registros.
- Usado em pipelining.
- Para sincronização.
- Pode ser usado para evitar falhas.
- Usado para fixar a frequência do clock conforme a exigência do circuito.
- Pode ser usado para isolamento.
- Como interruptor de alternância.
- Pode ser usado para transmissão de dados.
- Gerador de sequência.
- Pode ser usado como elemento de memória.
Diferença entre o flip-flop D e T
| D FLIP-FLOP | FLIP FLOP |
| A saída do flip-flop de anúncio segue a entrada com um atraso de um pulso de clock. | A saída do flip-flop T alterna com uma entrada alta a cada pulso de clock. |
| É conhecido como atraso chinelo de dedo | É conhecido como flip-flop de alternância |
| Com entrada baixa, a saída também muda para baixa com pulso de clock | Com entrada baixa, a saída não muda, ela permanece no estado de espera. |
Diferença entre flip-flop D e flip-flop JK
| Flip-flop D | Flip-flop JK |
| A saída do flip-flop de anúncio segue a entrada com um atraso de um pulso de clock. | A saída de um flip-flop JK é definida como 1 com J e é redefinida como 0 com R quando há pulso de clock. |
| É conhecido como delay flip flop. | Também é chamado de flip-flop universal. |
| Possui menos número de combinações de entrada. | Ele tem mais combinações de entrada. |
Diferença entre trava D e flip-flop D
| Trava D | Flip-flop D |
| A trava D é uma trava SR fechada, que não tem entrada de relógio | D flip-flop é uma combinação de D latch com entrada de relógio |
| Circuito menos complexo | Circuito complexo |
| A trava D possui um sinal de habilitação que pode habilitar ou desabilitar a operação de trava | O flip-flop D tem um sinal de relógio que pode segurar ou operar o flip-flop quando nenhuma entrada set ou reset está disponível. |
| A trava D pode ser uma entrada alta ativa ou uma trava de entrada baixa ativa. | D flip-flop no qual a entrada de dados está sempre ativa alta, onde a entrada set ou reset pode ser alta ativa ou entrada baixa ativa. |
| A trava D é sempre um circuito acionado por nível. | O flip-flop D pode ser acionado por nível ou circuito acionado por borda. |
| Menor número de transistor é necessário para o projeto. | Mais número de transistor é necessário para o projeto. |
| De natureza assíncrona. | Geralmente de natureza síncrona. |
P: O que é um flip-flop em eletrônica digital?
R: Na eletrônica digital, um flip-flop ou latch é um circuito que possui dois estados estáveis e pode ser usado para armazenar informações de estado. Eles são blocos de construção fundamentais na lógica sequencial, sendo o flip-flop tipo D um tipo comumente usado.
P: O que é um flip-flop tipo D?
R: Um flip-flop tipo D é um tipo de circuito flip-flop que possui uma entrada D (dados) e uma entrada de clock. O flip-flop D captura o valor da entrada D em uma parte definida do ciclo do clock (como a borda ascendente). Isso pode ser visto como o flip-flop “amostrando” a entrada D e armazenando-a.
P: Como as portas lógicas interagem em um flip-flop tipo D?
R: Um flip-flop tipo D pode ser implementado usando uma combinação de portas lógicas, como portas AND e OR, bem como inversores. O arranjo particular destas portas determina a saída do flip-flop para cada condição de entrada.
P: O que distingue um flip-flop tipo d de um flip-flop sr?
R: Uma diferença importante é que um flip-flop SR requer duas entradas, ou seja, S (Set) e R (Reset), enquanto um flip-flop tipo D requer uma entrada de dados e uma entrada de clock. Conseqüentemente, o comportamento e os casos de uso desses tipos de flip-flops são diferentes na eletrônica digital.
P: Você pode explicar o funcionamento de uma ação de flip-flop D na borda ascendente do relógio?
R: O flip-flop D é sensível à borda do clock, ou seja, à transição de baixo para alto (borda de subida) ou de alto para baixo (borda de descida). Quando o sinal do clock vai de baixo para alto na borda ascendente, o valor na entrada D é transferido para a saída do flip-flop. Outras vezes, a saída permanece o que foi armazenado pela última vez.
P: Como um flip-flop D se compara a um flip-flop JK?
R: O flip-flop JK e o flip-flop tipo D são dois tipos de flip-flops na eletrônica digital. O flip-flop JK, assim como o flip-flop SR, possui duas entradas, mas não possui o estado inválido que o flip-flop SR possui quando ambas as entradas são 1. O flip-flop D, por outro lado, elimina essa ambigüidade. por ter apenas uma entrada que determina para qual estado o flip-flop mudará, com a mudança de estado sendo acionada por uma transição de clock.
P: Como funciona um flip-flop D em registradores de deslocamento?
R: Em um registrador de deslocamento, vários flip-flops D são encadeados em uma configuração conhecida como cascata. Cada flip-flop passa sua saída como entrada para o próximo flip-flop em cada ciclo de clock, deslocando efetivamente os dados binários mantidos pelo registrador.
P: O que é uma tabela verdade no contexto de um flip-flop D?
R: Uma tabela verdade para um flip-flop D é uma tabela que descreve como a saída do flip-flop depende de sua saída e entrada atuais. Para um flip-flop tipo D, o próximo estado é exatamente o que a entrada de dados está no momento de uma transição positiva do clock.
P: Qual é a equação característica de um flip-flop D?
R: A equação característica de um flip-flop D é simples: a próxima saída Q(próximo) é igual à entrada atual D (Q(próximo) = D). Isso ocorre de acordo com a entrada de dados do flip-flop no momento de uma transição positiva do clock.
P: Como funciona um flip-flop de atraso (D FF)?
R: Um flip-flop de atraso (D FF), às vezes conhecido como flip-flop tipo D, se comporta como um fio atrasado em um período de clock. Ele recebe um sinal de entrada e emite o mesmo sinal, mas atrasado em um ciclo de clock. Em essência, o D FF “lembra” o valor de entrada na borda ascendente do clock e o atrasa em um ciclo de clock.
P: O que é um flip-flop SR em eletrônica digital?
R: Um flip-flop SR, um dos tipos de flip-flops na eletrônica digital, é uma forma de circuito lógico sequencial frequentemente utilizado para armazenamento de dados. Um flip-flop SR requer duas entradas, especificamente, as entradas set (S) e reset (R). A saída muda ou mantém seu estado quando enfrenta diferentes condições de entrada, tornando-a um elemento fundamental da eletrônica digital.
P: Como funciona um flip-flop tipo D?
R: Um flip-flop tipo D opera com uma entrada de dados e uma entrada de clock. Na borda ascendente da entrada do clock, o flip-flop tipo d transfere os dados de entrada para a saída. Assim, ele atua como um dispositivo acionado por atraso ou borda na eletrônica digital, transmitindo a entrada de dados da entrada do flip-flop para sua saída durante os pulsos de clock.
P: O que é um flip-flop JK?
R: Um flip-flop JK é outro tipo de circuito flip-flop encontrado na lógica digital. Ele estende a funcionalidade do flip-flop SR abordando o problema da condição de entrada onde ambas as entradas são 1. Com um flip-flop JK, esse estado aciona uma alternância, fazendo com que o flip-flop mude de estado a cada transição do clock.
P: O que são portas lógicas e como elas se relacionam com os flip-flops?
R: As portas lógicas são blocos de construção fundamentais na eletrônica digital que processam entradas binárias para produzir uma saída binária com base no tipo de porta. Flip-flops, incluindo flip-flops tipo D e SR, são compostos de portas lógicas interconectadas. A combinação dessas portas lógicas determina como um flip-flop se comporta em termos de sua equação característica.
P: Os flip-flops podem ser usados como registradores de deslocamento na lógica digital?
R: Sim, os flip-flops podem ser utilizados para implementar registradores de deslocamento na lógica digital. Um registrador de deslocamento é um dispositivo sequencial que utiliza flip-flops para armazenar dados binários. Em um registrador de deslocamento, os dados são passados da saída de um flip-flop para as entradas do próximo flip-flop em uma configuração em cascata, em sincronização com os pulsos de clock.
P: Quais são os sinais de entrada em um flip-flop?
R: Os sinais de entrada em um flip-flop variam dependendo do tipo de circuito flip-flop usado. Para um flip-flop SR, as duas entradas são conhecidas como set e reset. Para um flip-flop tipo D, as duas entradas são dados e relógio. Uma entrada adicional, conhecida como 'enable', pode ser usada em certos tipos de flip-flops.
P: O que acontece quando um flip-flop recebe um sinal de entrada de borda ascendente?
R: Quando um flip-flop recebe um sinal de entrada de borda ascendente, ou seja, uma transição de uma tensão baixa para uma tensão alta, normalmente ocorre uma mudança de estado. Em um flip-flop tipo D, por exemplo, o estado da entrada de dados é capturado no momento da borda ascendente do clock e transferido para a saída.
P: Qual o papel de um inversor na operação de um flip-flop?
R: Um inversor, outro bloco básico da eletrônica digital, desempenha um papel crucial no funcionamento de um flip-flop. É usado em um circuito flip-flop para inverter a saída, especificamente, uma saída alta torna-se baixa e vice-versa. No flip-flop SR, por exemplo, uma saída invertida de uma parte do circuito é frequentemente retornada como uma entrada para outra parte, criando uma forma de feedback que permite ao flip-flop manter seu estado.
P: O que significa 'já que a saída de um flip-flop sempre mudaria'?
R: Quando dizemos 'já que a saída de um flip-flop sempre mudaria', estamos nos referindo à característica inerente de um flip-flop como um dispositivo biestável. Isso significa que ele possui dois estados estáveis e pode fazer a transição entre esses estados com base em sua entrada. Assim, dependendo das condições de entrada e do tipo de circuito flip-flop, a saída do flip-flop pode mudar ou reter seu estado anterior, tornando-o um componente crucial na eletrônica digital onde o armazenamento e a transferência de dados são necessários.
P: O que leva um flip-flop a mudar de estado?
R: Um flip-flop muda de estado com base em seus sinais de entrada. Por exemplo, um flip-flop SR muda de estado quando a entrada Set ou Reset é ativada, e um flip-flop tipo D muda de estado com base na entrada de dados no momento de uma transição de clock, especialmente uma transição ascendente. O recurso de mudança de estado dos flip-flops os torna essenciais no projeto de sistemas digitais para diversas aplicações, desde unidades básicas de armazenamento de dados até microprocessadores complexos.
Sou formado em Engenharia Eletrônica Aplicada e Instrumentação. Sou uma pessoa curiosa. Tenho interesse e experiência em assuntos como Transdutor, Instrumentação Industrial, Eletrônica, etc. Adoro aprender sobre pesquisas e invenções científicas e acredito que meu conhecimento nesta área contribuirá para meus empreendimentos futuros.
