- JK Flip-flop:
- Các thành phần bắt buộc:
- Sơ đồ mạch Flip-flop JK và Giải thích:
- Trình diễn thực tế và hoạt động của JK Flip-Flop:
Thuật ngữ kỹ thuật số trong điện tử đại diện cho việc tạo ra, xử lý hoặc lưu trữ dữ liệu dưới dạng hai trạng thái. Hai trạng thái có thể được biểu diễn là CAO hoặc THẤP, tích cực hoặc không tích cực, đặt hoặc đặt lại cuối cùng là nhị phân. Mức cao là 1 và mức thấp là 0 và do đó công nghệ kỹ thuật số được biểu thị dưới dạng chuỗi số 0 và 1. Một ví dụ là 011010 trong đó mỗi thuật ngữ đại diện cho một trạng thái riêng lẻ. Do đó, quá trình chốt này trong phần cứng được thực hiện bằng cách sử dụng một số thành phần nhất định như chốt hoặc Flip-flop, Multiplexer, Demultiplexer, Encoders, Decoders, v.v. được gọi chung là mạch logic tuần tự.
Vì vậy, chúng ta sẽ thảo luận về Flip-flops còn được gọi là chốt. Chốt còn có thể hiểu là Bistable Multivibrator là hai trạng thái ổn định. Nói chung, các mạch chốt này có thể hoạt động ở mức cao hoặc hoạt động ở mức thấp và chúng có thể được kích hoạt bởi các tín hiệu CAO hoặc THẤP tương ứng.
Các loại dép xỏ ngón phổ biến là,
- RS Flip-flop (ĐẶT LẠI)
- D Flip-flop (Dữ liệu)
- JK Flip-flop (Jack-Kilby)
- T Flip-flop (Chuyển đổi)
Trong số các loại trên, chỉ có flip-flops JK và D ở dạng vi mạch tích hợp và cũng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ứng dụng. Ở đây trong bài viết này chúng ta sẽ thảo luận về JK Flip Flop.
JK Flip-flop:
Cái tên JK flip-flop được đặt từ nhà sáng chế Jack Kilby từ nhạc cụ texas. Do tính linh hoạt của nó, chúng có sẵn dưới dạng gói IC. Các ứng dụng chính của JK flip-flop là thanh ghi Shift, thanh ghi lưu trữ, bộ đếm và mạch điều khiển. Mặc dù có hệ thống dây đơn giản của flip-flop loại D, flip-flop JK có tính chất bật tắt. Đây đã là một lợi thế bổ sung. Do đó, chúng chủ yếu được sử dụng trong bộ đếm và tạo PWM, v.v. Ở đây chúng tôi đang sử dụng cổng NAND để trình diễn flip flop JK
Bất cứ khi nào tín hiệu đồng hồ ở mức THẤP, đầu vào sẽ không bao giờ ảnh hưởng đến trạng thái đầu ra. Đồng hồ phải cao để các đầu vào hoạt động. Do đó, JK flip-flop là một chốt Bi-ổn định được kiểm soát trong đó tín hiệu đồng hồ là tín hiệu điều khiển. Do đó, đầu ra có hai trạng thái ổn định dựa trên các yếu tố đầu vào đã được thảo luận dưới đây.
Bảng sự thật của JK Flip Flop:
Đồng hồ |
ĐẦU VÀO |
ĐẦU RA |
|||
CÀI LẠI |
J |
K |
Q |
Q ' |
|
X |
THẤP |
X |
X |
0 |
1 |
CAO |
CAO |
0 |
0 |
Không thay đổi |
|
CAO |
CAO |
0 |
1 |
0 |
1 |
CAO |
CAO |
1 |
0 |
1 |
0 |
CAO |
CAO |
1 |
1 |
Chuyển đổi |
|
THẤP |
CAO |
X |
X |
Không thay đổi |
|
CAO |
CAO |
X |
X |
Không thay đổi |
|
CAO |
CAO |
X |
X |
Không thay đổi |
J (Jack) và K (Kilby) là các trạng thái đầu vào cho JK flip-flop. Q và Q 'đại diện cho các trạng thái đầu ra của flip-flop. Theo bảng, dựa trên các yếu tố đầu vào, đầu ra thay đổi trạng thái của nó. Nhưng, điều quan trọng cần xem xét là tất cả những điều này chỉ có thể xảy ra khi có tín hiệu đồng hồ. Điều này, hoạt động giống như bảng lật SR cho các đầu vào miễn phí và ưu điểm là nó có chức năng bật tắt.
Biểu diễn của JK Flip-Flop sử dụng Cổng logic:
Do đó, so sánh bảng chân lý cổng NAND ba đầu vào và hai đầu vào và áp dụng các đầu vào như đã cho trong bảng chân lý flip-flop JK, đầu ra có thể được phân tích. Phân tích tập hợp trên dưới dạng cấu trúc hai giai đoạn coi trạng thái trước đó (Q ') là 0
Khi J = 1, K = 0 và CLOCK = HIGH
Đầu ra: Q = 1, Q '= 0. Làm việc đúng.
CÀI LẠI:
Chân ĐẶT LẠI phải ở trạng thái CAO. Tất cả các chân sẽ không hoạt động khi chân LOW tại RESET. Do đó, chốt này luôn được kéo lên và chỉ có thể được kéo xuống khi cần thiết.
Gói IC:
Q |
Đầu ra đích thực |
Q ' |
Đầu ra tuân thủ |
ĐỒNG HỒ |
Đầu vào đồng hồ |
J |
Đầu vào dữ liệu 1 |
K |
Đầu vào dữ liệu 2 |
CÀI LẠI |
ĐẶT LẠI Trực tiếp (Kích hoạt thấp) |
GND |
Đất |
V CC |
Cung cấp hiệu điện thế |
IC được sử dụng là MC74HC73A (Dual JK-type flip-flop with RESET). Nó là một gói 14 pin trong đó có 2 JK flip-flop riêng lẻ bên trong. Trên đây là sơ đồ chân và mô tả tương ứng của các chân.
Các thành phần bắt buộc:
- IC MC74HC73A (Dual JK flip-flop) - 1Không.
- LM7805 - 1 Không.
- Công tắc xúc giác - 4 Không.
- Pin 9V - 1 Không.
- LED (Xanh lá cây - 1; Đỏ - 1)
- Điện trở (1kὨ - 4; 220kὨ -2)
- Breadboard
- Kết nối dây
Sơ đồ mạch Flip-flop JK và Giải thích:
Nguồn IC V DD dao động từ 0 đến + 7V và dữ liệu có sẵn trong biểu dữ liệu. Ảnh chụp nhanh dưới đây cho thấy nó. Ngoài ra, chúng tôi đã sử dụng đèn LED ở đầu ra, nguồn đã được giới hạn ở 5V để điều khiển điện áp cung cấp và điện áp đầu ra DC.
Chúng tôi đã sử dụng một bộ điều chỉnh LM7805 để giới hạn điện áp LED.
Trình diễn thực tế và hoạt động của JK Flip-Flop:
Các nút J (Data1), K (Data2), R (Reset), CLK (Clock) là các đầu vào cho flip-flop JK. Hai đèn LED Q và Q 'biểu thị trạng thái đầu ra của flip-flop. Pin 9V đóng vai trò là đầu vào của bộ điều chỉnh điện áp LM7805. Do đó, đầu ra 5V quy định được sử dụng làm nguồn Vcc và chân cho IC. Do đó, đối với các đầu vào khác nhau tại D, đầu ra tương ứng có thể được nhìn thấy thông qua LED Q và Q '.
Các chân J, K, CLK thường được kéo xuống và chân R được kéo lên. Do đó, trạng thái đầu vào mặc định sẽ là THẤP trên tất cả các chân ngoại trừ R là trạng thái hoạt động bình thường. Như vậy, trạng thái ban đầu theo bảng chân trị như hình trên. Q = 1, Q '= 0. Các đèn LED được sử dụng được giới hạn hiện tại sử dụng điện trở 220Ohm.
Lưu ý: Vì kích hoạt cạnh ĐỒNG HỒ từ CAO đến THẤP, nên nhấn và giữ cả hai nút đầu vào cho đến khi nhả nút ĐỒNG HỒ.
Dưới đây chúng tôi đã mô tả các trạng thái khác nhau của JK Flip-Flop sử dụng mạch Breadboard với IC MC74HC73A. Dưới đây là một Video trình diễn:
Giai đoạn 1:
Đồng hồ– CAO; J - 0; K - 1; R - 1; Q - 0; Q '- 1
Đối với đầu vào Trạng thái 1, đèn LED ĐỎ phát sáng cho biết Q 'là CAO và đèn LED XANH cho thấy Q là THẤP. Làm việc có thể được xác minh với bảng sự thật.
Lưu ý: R đã được kéo lên nên không cần nhấn nút để chuyển thành 1.
Trạng thái 2: Đồng hồ– CAO; J - 1; K - 0; R - 1; Q - 1; Q '- 0
Đối với đầu vào Trạng thái 2, đèn led XANH phát sáng biểu thị Q là CAO và đèn led ĐỎ hiển thị Q 'là THẤP. Điều tương tự cũng có thể được xác minh với bảng sự thật.
Trạng thái 3: Đồng hồ– CAO; J - 1; K - 1; R - 1; Q / Q '- Chuyển đổi giữa hai trạng thái
Đối với đầu vào Trạng thái 3, các đèn LED ĐỎ và XANH sẽ phát sáng xen kẽ cho mỗi xung đồng hồ (cạnh CAO đến THẤP) cho biết hành động bật tắt. Đầu ra chuyển đổi từ trạng thái trước đó sang trạng thái khác và quá trình này tiếp tục cho mỗi xung đồng hồ.
Đối với xung đồng hồ đầu tiên với J = K = 1
Đối với xung đồng hồ thứ hai với J = K = 1
Trạng thái 4: Đồng hồ - THẤP; J - 0; K - 0; R - 0; Q - 0; Q '- 1
Lưu ý: R đã được kéo lên nên chúng ta cần nhấn nút để nó về 0.
Đầu ra trạng thái 4 cho thấy rằng các thay đổi đầu vào không ảnh hưởng đến trạng thái này. Đầu ra LED ĐỎ phát sáng cho biết Q 'là CAO và LED XANH cho biết Q là THẤP. Trạng thái này ổn định và giữ nguyên ở đó cho đến khi áp dụng xung nhịp và đầu vào tiếp theo với RESET là xung CAO.
Trạng thái 5: Các trạng thái còn lại là trạng thái Không thay đổi trong đó đầu ra sẽ tương tự như trạng thái đầu ra trước đó. Các thay đổi không ảnh hưởng đến các trạng thái đầu ra, bạn có thể xác minh bằng Bảng sự thật ở trên.
Hoạt động hoàn chỉnh và tất cả các trạng thái cũng được minh họa trong Video bên dưới.