يمثل المصطلح الرقمي في الإلكترونيات توليد البيانات أو معالجتها أو تخزينها في شكل دولتين. يمكن تمثيل هاتين الحالتين على أنهما مرتفعان أو منخفضان ، موجبان أو غير موجبين ، مضبوطين أو إعادة تعيينهما في النهاية. القمة هي 1 والصغرى هي 0 وبالتالي يتم التعبير عن التكنولوجيا الرقمية على شكل سلسلة من 0 و 1. مثال على ذلك هو 011010 حيث يمثل كل مصطلح حالة فردية. وبالتالي ، تتم عملية الإغلاق هذه في الأجهزة باستخدام مكونات معينة مثل المزلاج أو Flip-flop ، و Multiplexer ، و Demultiplexer ، و Encoders ، و Decoders ، وما إلى ذلك مجتمعة تسمى الدوائر المنطقية المتسلسلة.
لذلك ، سنناقش حول Flip-flops يسمى أيضًا المزالج. يمكن أيضًا فهم المزالج على أنها هزاز متعدد ثنائي الاستقرار كحالتين مستقرتين. بشكل عام ، يمكن أن تكون دوائر المزلاج هذه إما نشطة - عالية أو نشطة - منخفضة ويمكن تشغيلها بواسطة إشارات HIGH أو LOW على التوالي.
الأنواع الشائعة من شبشب هي ،
- شبشب RS (RESET-SET)
- D Flip-flop (البيانات)
- JK Flip-flop (جاك كيلبي)
- تي فليب فلوب (تبديل)
من بين الأنواع المذكورة أعلاه ، يتوفر فقط JK و D flip-flops في شكل IC المتكامل ويستخدم أيضًا على نطاق واسع في معظم التطبيقات. هنا في هذه المقالة سنناقش حول JK Flip Flop.
JK فليب فلوب:
يُطلق على اسم JK flip-flop اسم المخترع جاك كيلبي من أدوات تكساس. نظرًا لتعدد استخداماتها فهي متوفرة كحزم IC. التطبيقات الرئيسية لـ JK flip-flop هي سجلات التحول ، وسجلات التخزين ، والعدادات ودوائر التحكم. على الرغم من الأسلاك البسيطة من نوع D flip-flop ، فإن JK flip-flop له طبيعة تبديل. كانت هذه ميزة إضافية. ومن ثم فهي تستخدم في الغالب في العدادات وتوليد PWM ، وما إلى ذلك. هنا نحن نستخدم بوابات NAND لإظهار JK flip flop
عندما تكون إشارة الساعة منخفضة ، فلن يؤثر الإدخال أبدًا على حالة الإخراج. يجب أن تكون الساعة عالية حتى تنشط المدخلات. وبالتالي ، فإن JK flip-flop عبارة عن مزلاج ثنائي الاستقرار يتم التحكم فيه حيث تكون إشارة الساعة هي إشارة التحكم. وبالتالي ، فإن الناتج له حالتان مستقرتان بناءً على المدخلات التي تمت مناقشتها أدناه.
جدول الحقيقة لـ JK Flip Flop:
|
ساعة حائط |
إدخال |
انتاج |
|||
|
إعادة تعيين |
ي |
ك |
س |
س ' |
|
|
X |
منخفض |
X |
X |
0 |
1 |
|
عالي |
عالي |
0 |
0 |
لا تغيير |
|
|
عالي |
عالي |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
عالي |
عالي |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
عالي |
عالي |
1 |
1 |
تبديل |
|
|
منخفض |
عالي |
X |
X |
لا تغيير |
|
|
عالي |
عالي |
X |
X |
لا تغيير |
|
|
عالي |
عالي |
X |
X |
لا تغيير |
إن J (Jack) و K (Kilby) هما حالات الإدخال لـ JK flip-flop. يمثل Q و Q 'حالات إخراج flip-flop. وفقًا للجدول ، بناءً على المدخلات ، يغير الإخراج حالته. لكن الشيء المهم الذي يجب مراعاته هو أن كل هذه الأشياء يمكن أن تحدث فقط في وجود إشارة الساعة. هذا ، يعمل مثل SR flip-flop للمدخلات المجانية والميزة هي أن هذا لديه وظيفة تبديل.
تمثيل JK Flip-Flop باستخدام Logic Gates:
وبالتالي ، بمقارنة المدخلات الثلاثة وجدول حقيقة بوابة NAND المُدخلين وتطبيق المدخلات على النحو الوارد في جدول الحقيقة JK flip-flop ، يمكن تحليل الإخراج. تحليل التجميع أعلاه كهيكل من مرحلتين مع الأخذ في الاعتبار الحالة السابقة (Q ') لتكون 0
عندما J = 1 ، K = 0 و CLOCK = HIGH
الإخراج: Q = 1، Q '= 0. العمل صحيح.
إعادة تعيين:
يجب أن يكون دبوس RESET نشطًا بدرجة عالية. ستصبح جميع المسامير غير نشطة عند LOW at RESET pin. ومن ثم ، فإن هذا الدبوس يُسحب دائمًا لأعلى ولا يمكن سحبه لأسفل إلا عند الحاجة.
حزمة IC:
|
س |
الناتج الحقيقي |
|
س ' |
إخراج المجاملة |
|
ساعة حائط |
إدخال الساعة |
|
ي |
إدخال البيانات 1 |
|
ك |
إدخال البيانات 2 |
|
إعادة تعيين |
إعادة ضبط مباشر (تنشيط منخفض) |
|
GND |
أرض |
|
V CC |
مصدر التيار |
IC المستخدم هو MC74HC73A (قلاب من نوع JK مزدوج مع إعادة تعيين). إنها حزمة من 14 دبوسًا تحتوي على 2 من الداخل JK flip-flop. أعلاه هو مخطط الدبوس والوصف المقابل للمسامير.
المكونات المطلوبة:
- IC MC74HC73A (قلاب JK مزدوج) - 1
- LM7805 - 1
- مفتاح اللمس - 4
- بطارية 9V - 1
- LED (أخضر - 1 ، أحمر - 1)
- المقاومات (1kὨ - 4 ؛ 220kὨ -2)
- اللوح
- توصيل الأسلاك
مخطط وشرح حلبة فليب فلوب JK:
يتراوح مصدر طاقة IC V DD من 0 إلى + 7V والبيانات متاحة في ورقة البيانات. لقطة أدناه توضح ذلك. أيضًا استخدمنا LED عند الخرج ، وقد اقتصر المصدر على 5V للتحكم في جهد الإمداد وجهد خرج التيار المستمر.
لقد استخدمنا منظم LM7805 للحد من جهد LED.
عرض عملي وعمل JK Flip-Flop:
الأزرار J (البيانات 1) ، K (البيانات 2) ، R (إعادة التعيين) ، CLK (الساعة) هي مدخلات JK flip-flop. يمثل المصباحان Q و Q 'حالات إخراج flip-flop. تعمل البطارية 9 فولت كمدخل لمنظم الجهد LM7805. وبالتالي ، يتم استخدام خرج 5V المنظم كمصدر Vcc ودبوس إلى IC. وبالتالي ، بالنسبة للإدخال المختلف عند D ، يمكن رؤية الإخراج المقابل من خلال LED Q و Q '.
و يتم سحب دبابيس J، K، CLK عادة إلى أسفل ويتم سحبها دبوس R تصل. ومن ثم ، ستكون حالة الإدخال الافتراضية منخفضة عبر جميع المسامير باستثناء R وهي حالة التشغيل العادي. وبالتالي ، فإن الحالة الأولية وفقًا لجدول الحقيقة كما هو موضح أعلاه. س = 1 ، س = 0. المصابيح المستخدمة محدودة حاليًا باستخدام المقاوم 220 أوم.
ملاحظة: نظرًا لأن CLOCK من HIGH إلى LOW تم تشغيله ، يجب الضغط مع الاستمرار على زر الإدخال حتى تحرير زر CLOCK.
أدناه وصفنا الحالات المختلفة لـ JK Flip-Flop باستخدام دائرة Breadboard مع IC MC74HC73A. يوجد أيضًا فيديو توضيحي أدناه:
الدولة 1:
الساعة - عالية ؛ J - 0 ؛ ك - 1 ؛ ص - 1 ؛ س - 0 ؛ س '- 1
بالنسبة لمدخلات الحالة 1 ، فإن توهجات LED باللون الأحمر تشير إلى أن Q 'ليكون مرتفعًا ويظهر اللون الأخضر Q ليكون منخفضًا. يمكن التحقق من العمل باستخدام جدول الحقيقة.
ملاحظة: تم سحب R بالفعل لذلك لا داعي للضغط على الزر لجعله 1.
الحالة 2: الساعة- HIGH ؛ J - 1 ؛ ك - 0 ؛ ص - 1 ؛ س - 1 ؛ س '- 0
بالنسبة لمدخلات الحالة 2 ، فإن التوهجات التي يقودها اللون الأخضر تشير إلى أن Q ليكون مرتفعًا ويظهر أحمر اللون Q 'ليكون منخفضًا. يمكن التحقق من نفس الشيء مع جدول الحقيقة.
الحالة 3: الساعة- HIGH ؛ ي - 1 ؛ ك - 1 ؛ ص - 1 ؛ س / س - التبديل بين دولتين
بالنسبة لمدخلات الحالة 3 ، تضيء مصابيح LED باللونين الأحمر والأخضر بدلاً من ذلك لكل نبضة ساعة (حافة عالية إلى منخفضة) تشير إلى إجراء التبديل. تبديل الإخراج من الحالة السابقة إلى حالة أخرى وتستمر هذه العملية لكل نبضة على مدار الساعة.
لأول نبضة على مدار الساعة مع J = K = 1
لنبض الساعة الثانية مع J = K = 1
الحالة 4: الساعة- LOW؛ J - 0 ؛ ك - 0 ؛ ص - 0 ؛ س - 0 ؛ س '- 1
ملاحظة: تم سحب R بالفعل لذا نحتاج إلى الضغط على الزر لجعله 0.
يُظهر إخراج State 4 أن تغييرات الإدخال لا تؤثر في ظل هذه الحالة. يضيء الناتج RED الذي يشير إلى أن Q 'مرتفع ويظهر اللون الأخضر Q ليكون منخفضًا. هذه الحالة مستقرة وتبقى هناك حتى الساعة التالية ويتم تطبيق الإدخال مع إعادة الضبط كنبضة عالية.
الحالة 5: الحالات المتبقية هي حالات عدم التغيير التي يكون فيها الإخراج مشابهًا لحالة الإخراج السابقة. لا تؤثر التغييرات على حالات الإخراج ، يمكنك التحقق من ذلك باستخدام جدول الحقيقة أعلاه.
يتم أيضًا عرض العمل الكامل وجميع الحالات في الفيديو أدناه.