Flip-flop tipo D: diagrama de circuito, conversão, tabela da verdade, aplicações

Quais são os diferentes tipos de chinelo?

Tipos de flip-flop D

Flip-flop D acionado por nível

Flip-flop D cuja saída muda de acordo com a entrada com um nível alto do pulso de clock é um flip-flop D acionado por nível, e então o nível de clock é baixo, o flip-flop D permanece em um estado de espera.

O que é flip-flop do tipo Edge Triggered D?

Flip-flop tipo D Edge Triggered

O flip-flop acionado por borda D é o flip-flop no qual a saída pode mudar apenas com a borda do pulso de clock, independentemente da mudança na entrada. Isso significa que a saída do flip-flop muda com a transição do pulso do clock, seja de alto para baixo ou para alto. 

Tipo D tipo flip-flop acionado por borda

O flip-flop tipo D acionado por borda pode ser de 2 tipos:

O flip-flop acionado por borda também é chamado flip-flop de acionamento dinâmico.

Flip-flop D acionado por borda com predefinição e transparente

O flip-flop tipo Edge Triggered D pode vir com Preset e Clear; preset e Clear são entradas diferentes para o Flip Flop; ambos podem ser síncrono ou assíncrono. Synchronous Preset ou Clear significa que a mudança causada por este single na saída pode afetar o pulso de clock; aqui, é acionado por borda para mudar com a borda do pulso de clock. Enquanto o Asynchronous Preset pode Clear pode alterar a saída a qualquer instante de tempo.

Diagrama de tempo do flip-flop D acionado por borda

O diagrama de tempo fornecido mostra um tipo positivo de flip-flop d acionado por borda; há pulso de clock CLK, D a entrada para o flip-flop D, Q a saída do flip-flop D; como você pode ver, as mudanças na saída estão acontecendo durante a transição do pulso de clock de baixo para alto, porque é um diagrama de tempo de um tipo D de borda positiva chinelo de dedo.

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Fig. Diagrama de tempo de um flip-flop tipo d acionado por borda positiva

Diagrama do circuito do flip-flop D acionado por borda

O diagrama de circuito do flip-flop tipo D acionado por borda explicado aqui. Primeiro, o flip-flop D é conectado a um circuito detector de borda, que detectará a borda negativa ou positiva do pulso de clock. Então, de acordo com a saída do circuito detector de borda, o flip-flop D irá operar de acordo.

d tipos de flip-flop
Fig. Diagrama de circuito do flip-flop tipo d acionado por borda

Mesa da verdade do flip-flop D Edge Triggered

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Tabela: Tabela verdade de flip-flop tipo D acionado por borda com valores de entrada e saída.

Flip-flop D acionado pela borda ascendente | Flip-flop Borda D positiva

O flip-flop tipo D de borda positiva, que muda seu O / P de acordo com I / P com a transição + ve do pulso de clock do flip-flop, é um flip-flop acionado por borda positiva. Possui desempenho de alta velocidade com baixo consumo de energia, isso porque é amplamente utilizado. O flip-flop do tipo D de borda positiva pode ser representado com um triângulo no diagrama de blocos do flip-flop D no final do relógio. 

Diagrama do circuito do flip-flop D acionado por borda positiva

O circuito flip-flop tipo D acionado por borda positiva pode ser projetado com três travas, onde duas travas de entrada são adjacentes ao pulso de clock, uma trava é anexada aos dados de entrada, o circuito é projetado de forma que a resposta de saída aconteça apenas na transição positiva do pulso do relógio.

flip-flop tipo d
Fig. Flip-flop tipo D acionado por borda positiva.

Diagrama de tempo do flip-flop D acionado por borda positiva

Pulso de clock CLK, D a entrada para o flip-flop D, Q a saída do flip-flop D, as mudanças na saída estão acontecendo durante a transição do pulso de clock de baixo para alto.

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Fig. Diagrama de temporização do flip-flop D acionado por borda + ve.

Tabela da verdade flip-flop D acionada por borda positiva

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Tabela: Tabela verdade do flip-flop D acionado por borda positiva com valor de entrada e saída.

Flip flop D acionado com borda de queda | Flip-flop D acionado por borda negativa

O flip-flop D, que muda sua saída de acordo com a entrada com o -ve. transição do pulso de clock do flip-flop, é um -ve. flip-flop acionado por borda. A borda negativa do flip-flop D pode ser representada com um triângulo e uma bolha no final do relógio do diagrama de blocos do D flip-flop.

Diagrama do circuito do flip-flop D acionado por borda negativa

O flip-flop D de -ve edge pode ser projetado adicionando um circuito detector de -ve edge com o pulso de clock. O detector de borda -ve detecta a borda -ve do pulso de clock. De acordo com o O / P do circuito do detector, o resto do circuito irá operar. Quando há uma transição negativa no pulso do clock, o circuito produz uma saída de acordo com a entrada. Caso contrário, o circuito permanece em um estado de espera.

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Fig. Diagrama de circuito do flip-flop D disparado por borda negativa.

Diagrama de tempo do flip-flop D acionado por borda negativa

Pulso de clock CLK, D a entrada para o flip-flop D, Q a saída do flip-flop D, as mudanças na saída estão acontecendo durante a transição do pulso de clock de alto para baixo; esta é a característica do flip-flop de borda negativa.

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Fig. Diagrama de tempo do flip-flop D acionado por borda negativa

Tabela da verdade do flip flop D acionado por borda negativa

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Tabela: Tabela da verdade do flip-flop D acionado por borda negativa com valor de entrada e saída.

Flip-flop Master Slave D | MS D flip-flop

Flip-flop mestre escravo foi projetado para tornar a sincronização mais previsível. Para evitar condições de corrida, um flip-flop mestre escravo também é conhecido como flip-flop acionado por pulso porque o tempo de resposta da saída é igual à largura de um pulso de clock.

  O flip-flop D mestre escravo pode ser configurado no flip-flop 2-D; cada flip-flop é conectado a um pulso CLK complementar entre si. Um flip-flop como Mestre e o outro age como escravo; quando o pulso do clock é alto, o mestre opera e o escravo permanece no estado de retenção, enquanto quando o pulso do clock é baixo, o escravo opera e o mestre permanece no estado de retenção. O O / P do Master é alimentado no flip-flop escravo como I / P.

Como projetar flip-flop Master Slave D usando portas NAND?

Diagrama do circuito do flip-flop Master Slave D

O flip-flop mestre escravo D é projetado com portas NAND, configuradas com flip-flops 2-D, uma trava com o circuito fechado, como flip-flop master, e a outra funciona como flip-flop escravo com CLK complementado pulsar um para o outro.

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Fig. Diagrama de circuito do flip-flop Master Slave D projetado com porta NAND.

Tabela da verdade de flip-flop Master Slave D

DQ (ANTERIOR)RELÓGIOQ
0010
0110
1011
1111
0000
0101
1000
1101
Tabela: Tabela da verdade do flip-flop Master salve D com valor de entrada e saída.

Diagrama de tempo do flip-flop Master Slave D

No diagrama dado, um sinal do pulso CLK, D o I / P para o flip-flop mestre, Qm é o O / P do flip-flop mestre e Q é o O / P do flip-flop escravo. Assim, o comportamento de um flip-flop escravo mestre D pode ser observado através de seu diagrama de temporização.

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Fig. Diagrama de temporização do flip-flop D mestre-escravo.

Flip-flop Master Slave Edge Triggered D

Se o circuito mestre escravo for projetado com flip-flop D acionado por borda, ou além do circuito flip-flop D, há um circuito detector de borda, que detecta a borda de um pulso de clock. De acordo com a saída do detector, o flip-flop funciona. Então, o circuito geral é um circuito flip-flop acionado por borda mestre escravo.

Design de flip-flop D

O flip-flop D pode ser configurado de várias maneiras, como pode ser criado com porta NAND, porta NOR, Multiplexer, etc. Ele pode ser derivado de outros flip-flops como flip-flop JK, flip-flop SR ou flip-flop T. Ele pode ser projetado com a ajuda de muitas combinações diferentes do circuito com o relógio.

Como projetar flip-flop D usando a porta NAND?

Diagrama de circuito D flip-flop usando portas NAND

O flip-flop D pode ser projetado com porta NAND apenas, aqui uma trava SR é projetada com NAND é fechada com mais duas portas NAND, e o pulso de clock é inserido no NAND com entrada de dados, onde uma porta NAND D como entrada e a outra porta NAND recebe o elogio D como uma entrada. E de acordo com a saída controlada, a trava SR é processada. O circuito resultante é um circuito D flip-flop.

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Fig. D circuito flip-flop projetado com portas NAND

Como projetar flip-flop D usando a porta NOR?

D flip-flop usando porta NOR

O flip-flop D também pode ser projetado com portas NOR; aqui, três latches SR com pulso de clock são usados ​​para desenvolver o D flip-flop. As duas entradas SR latch criam a saída do complemento D e D separadamente, e essa saída é alimentada para a terceira latch, que produz Q e Q-complemento como saída. 

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FIG . Diagrama de circuito do flip-flop D projetado com portas NOR

Quando não há pulso de clock, as travas iniciais são travadas com o estado atual por causa das interconexões, que fazem com que todo o flip-flop entre em um estado de espera; independentemente da mudança nos dados de entrada, a saída não pode mudar.

D flip-flop usando travas 2 D

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Crédito da imagem: jjbeard, domínio público, via Wikimedia Commons

Flip-flop de trava D transparente

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Crédito da imagem: Glpuga - Obra do autor., Domínio público,

O que é a D flip-flop SR Latch diagrama de circuito ?

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Fig. D flip-flop projetado com trava SR

Como projetar flip-flop D usando CMOS?

D flip-flop usando transistores CMOS

 

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Fig. D Circuito CMOS flip-flop projetado com PMOS e NMOS.

Design D flip-flop usando Transmission Gate

O flip-flop D pode ser projetado com uma porta de transmissão, o que reduz a complexidade do circuito, pois reduz o número de contagens de transistores. Quando LOAD = 0, o Latch armazena a entrada de dados; quando LOAD = 1, a trava é transparente. A porta de transmissão também ajuda a reduzir o tamanho geral do circuito.

Diagrama esquemático do flip-flop CMOS D

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Fig. Diagrama esquemático do flip-flop D projetado com portas de transmissão.

D flip-flop usando 2 × 1 MUX

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Flip-flop Fig. D projetado com um multiplexador (MUX).

D flip-flop usando Explicação MUX

O flip-flop AD pode ser projetado com um único multiplexador (MUX), os dados 'D' são uma entrada para o MUX e a outra entrada do MUX é o feedback da saída do multiplexador Q para a própria entrada, o sinal de clock está agindo como selecione a linha, se o relógio (CLK) = um, então a saída do MUX é D, caso contrário, a saída do MUX permanece a saída anterior Q. 

Como projetar o flip-flop D usando o flip-flop JK?

Conversão de flip-flop JK para flip-flop D

D será a entrada externa para o flip-flop JK, e o flip-flop JK é o flip-flop universal; podemos projetar o flip-flop D a partir do flip-flop JK se conectarmos a entrada K do flip-flop JK com um inversor à entrada J. Então, o circuito resultante será D flip-flop com I / P como D e O / P como Q e Qbar.

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Fig. Representação em bloco do flip-flop D projetado a partir do flip-flop JK.
Saída de entrada
Flip de entrada JK

DQnQn+1JK0000X010X11011X111X0

Tabela: Tabela de conversão de flip-flop Jk para D flip-flop com valores de entrada e saída.

Onde Qn + 1 significa o próximo estado de saída e Qn significa o presente estado de saída na tabela de conversão.

Como projetar Circuito divisor de frequência usando flip-flop D?

Divisor de frequência flip-flop tipo D | D flip-flop divisor de relógio

Uma frequência divisor é um circuito digital que divide uma frequência de entrada por um fator necessário. Um desses divisores de frequência é projetado com um flip-flop D, que divide a frequência do clock de entrada por dois. Um feedback invertido é da saída Q para a entrada D está formando este circuito divisor de frequência.

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Fig. Circuito divisor de frequência projetado com flip-flop D e porta NOR.

Divida por 3 circuitos usando flip-flop D

O circuito dado divide a frequência de entrada por três. Neste circuito, é usado flip-flop 2D e uma porta NOR, que forma o circuito resultante, divide a frequência de entrada por três.

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Fig. Circuito divisor de frequência projetado com flip-flop D que divide a frequência por 3.

Detector de fase usando flip-flop D

Um detector de frequência de fase é um circuito usado para detectar a diferença de frequências e fase de duas entradas fornecidas. O sinal UP é gerado quando o sinal de clock é mais lento do que os sinais de clock de referência. O sinal de descida é gerado quando o sinal do clock é mais rápido do que o clock de referência.

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Fig. Detector de frequência de fase usando flip-flop dois Ds.

O detector de frequência de fase pode ser projetado com dois flip-flop D, conforme mostrado na figura acima; o flip-flop tem diferentes frequências de clock como entrada, e o reset dos flip-flops são conectados a uma porta NAND cuja entrada é o sinal Down e Up.

Multiplicador de frequência usando flip-flop D

O multiplicador de frequência é um circuito digital que gerou o múltiplo do sinal de frequência do clock de entrada. 

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Fig. Multiplicador de frequência projetado com flip-flop D e inversores.

O circuito pode ser projetado com o Flip-flop D e até mesmo o número de invertidos na linha de feedback. O feedback é iniciado a partir da saída Q e vai para a porta NOR, que é anexada à entrada de clock do Flip Flop. A saída do circuito multiplicador depende do atraso produzido pelos inversores; com atrasos diferentes, podemos produzir frequências diferentes como saída.

Oscilador de flip-flop D

O oscilador é um circuito que gera formas de onda repetidas e alternadas. O oscilador pode ser projetado com flip-flop D, onde o flip-flop D deve estar em uma alternância, então sempre que receber uma entrada alta, o valor de saída deve alternar; para criar flip-flop alternado a partir do flip-flop d, a saída complementar do flip-flop D é o feedback para a entrada de dados do flip-flop D.

Registro de flip-flop D

Um registrador é um grupo de flip-flops que podem armazenar mais de um bit por vez, dependendo do número de flip-flops no registrador.

Quais são os IC flip flop Quad D ?

Flip flop tipo Quad D 74175 | Flip-flop Quad D 7475

O flip-flop quad d está disponível no circuito Ingratiated, que tem 16 pinos. Ele tem um flip-flop de 4 d com pinos de entrada (D) e saída (Q e Qbar) separados. Os pinos restantes são um pino de aterramento, um claro, um relógio e um pino de alimentação de tensão. Sua função é equivalente ao TTL 74175. Ele contém flip-flop D acionado por borda.

Flip-flop Hex D tipo

É um tipo de flip-flop d disponível em IC, que contém 6 d flip-flops, cada um com um pino de entrada e saída diferente no circuito integrado. Portanto, ele tem 16 pinos com um pino de relógio, um pino de aterramento, um pino de alimentação de tensão e um pino transparente.

Flip flop Octal D de 8 bits

O flip-flop tipo Octal d está disponível comercialmente como um circuito Ingratiated. Ele contém 20 pinos, que têm saída de três estados. Todos os flip-flops são controlados principalmente pelo clock e pelo pino de habilitação. Cada flip-flop tem pinos de entrada (D) e saída (Q) diferentes. Os pinos restantes são um pino de relógio, um pino de aterramento, um pino de alimentação de tensão e um pino transparente. Este Ic é usado para projetar um registro de armazenamento, gerador de padrões, etc.

Flip-flop D de 16 bits

 É um tipo de flip-flop D disponível em IC; principalmente um flip-flop d acionado por borda de 16 bits com saída de três estados, projetado para conduzir carga altamente capacitiva ou de baixa impedância. Ele pode ser usado como um flip-flop de 16 bits, também pode ser usado como dois flip-flops de 8 bits. Ele tem 48 pinos, enquanto cada flip Flop tem pinos separados para entrada e saída; dois pinos de relógio e dois pinos de habilitação. É usado no projeto de registros de buffer, portas de entrada ou saída, barramentos bidirecionais, etc.

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