டிஜிட்டல் சாதனங்கள்: ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்ஸ், ஒப்பீட்டாளர்கள் மற்றும் பதிவேடுகள்

டிஜிட்டல் சாதனங்கள் தருக்க கூறுகளில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன, எனவே அவை தருக்க இயற்கணிதத்தின் விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படிகின்றன. டிஜிட்டல் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படை சாதனங்கள், தர்க்க சாதனங்களுடன், ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்ஸ் ஆகும்.

தூண்டுதல் (ஆங்கில தூண்டுதல் - தூண்டுதல்) - இரண்டு நிலையான நிலைகளைக் கொண்ட ஒரு மின்னணு சாதனம் மற்றும் வெளிப்புற தூண்டுதலின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு மாநிலத்திலிருந்து மற்றொரு நிலைக்கு செல்ல முடியும்.

தூண்டுதல்கள் அல்லது, இன்னும் துல்லியமாக, தூண்டுதல் அமைப்புகள் ஒரு பெரிய வகை மின்னணு சாதனங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை இரண்டு நிலையான நிலைகளில் ஒன்றில் நீண்ட நேரம் இருக்கும் மற்றும் வெளிப்புற சமிக்ஞைகளின் செல்வாக்கின் கீழ் அவற்றை மாற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு தூண்டுதல் நிலையும் வெளியீட்டு மின்னழுத்த மதிப்பால் எளிதில் அங்கீகரிக்கப்படுகிறது.

ஒவ்வொரு தூண்டுதல் நிலையும் ஒரு குறிப்பிட்ட (உயர் அல்லது குறைந்த) வெளியீட்டு மின்னழுத்த நிலைக்கு ஒத்திருக்கிறது:

1) தூண்டுதல் ஒரு நிலைக்கு அமைக்கப்பட்டுள்ளது - நிலை «1».

2) ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் மீட்டமைக்கப்பட்டது - வெளியீட்டில் நிலை «0».

நிலையான நிலை விரும்பும் வரை இருக்கும் மற்றும் வெளிப்புற துடிப்பு மூலம் அல்லது விநியோக மின்னழுத்தத்தை அணைப்பதன் மூலம் மாற்றலாம். சே.ஒரு ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் என்பது ஒரு அடிப்படை நினைவக உறுப்பு ஆகும், இது சிறிய அளவிலான தகவலை (ஒரு பிட்) «0» அல்லது «1» சேமிக்கும் திறன் கொண்டது.

ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்கள் தனித்த உறுப்புகள், தர்க்க கூறுகள், ஒரு ஒருங்கிணைந்த சுற்று அல்லது ஒரு ஒருங்கிணைந்த சுற்று பகுதியாக இருக்கலாம்.

ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்களின் முக்கிய வகைகள் பின்வருமாறு: RS-, D-, T- மற்றும் JK-flippers... கூடுதலாக, ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்கள் ஒத்திசைவற்ற மற்றும் ஒத்திசைவாக பிரிக்கப்படுகின்றன. ஒத்திசைவற்ற செயல்பாட்டில், ஒரு மாநிலத்திலிருந்து மற்றொரு நிலைக்கு மாறுவது தகவல் உள்ளீட்டிற்கு ஒரு சமிக்ஞையின் வருகையுடன் நேரடியாக செய்யப்படுகிறது. தரவு உள்ளீடுகளுக்கு கூடுதலாக, ஒத்திசைக்கப்பட்ட ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்கள் கடிகார உள்ளீட்டைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றின் மாறுதல் கடிகாரத் துடிப்பின் முன்னிலையில் மட்டுமே நடைபெறுகிறது.

ஒரு RS தூண்டுதல் குறைந்தது இரண்டு உள்ளீடுகளைக் கொண்டுள்ளது: S (தொகுப்பு - தொகுப்பு) — தூண்டுதல் நிலை «1» மற்றும் R (மீட்டமை) நிலைக்கு அமைக்கப்பட்டுள்ளது - தூண்டுதல் நிலை «0» நிலைக்கு மீட்டமைக்கப்பட்டது. (வரைபடம். 1).

உள்ளீடு C முன்னிலையில், ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் ஒத்திசைவானது - ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் மாறுதல் (வெளியீட்டின் நிலை மாற்றம்) உள்ளீடு C இல் ஒத்திசைவு (ஒத்திசைவு) துடிப்பு வருகையின் தருணத்தில் மட்டுமே நிகழலாம்.

படம் 1 — RS ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் வழக்கமான வரைகலை பிரதிநிதித்துவம் மற்றும் முடிவுகளின் நோக்கம் a) ஒத்திசைவற்றது, b) ஒத்திசைவானது

நேரடி வெளியீட்டிற்கு கூடுதலாக, ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் ஒரு தலைகீழ் வெளியீட்டைக் கொண்டிருக்கலாம், அதன் சமிக்ஞை எதிர்மாறாக இருக்கும்.

செயல்பாட்டின் போது ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் அனுமானிக்கக்கூடிய நிலைகளை அட்டவணை 1 காட்டுகிறது. அட்டவணையானது S மற்றும் R இன் உள்ளீட்டு சிக்னல்களின் மதிப்புகளை ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் tn மற்றும் ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் நிலை (நேரடி வெளியீட்டின்) அடுத்த நேரத்தின் tn + 1 அடுத்த வருகைக்குப் பிறகு காட்டுகிறது. பருப்பு வகைகள். புதிய தூண்டுதல் நிலை Q n இன் முந்தைய நிலையால் பாதிக்கப்படுகிறது.

சே."1" என்ற தூண்டுதலுக்கு எழுதுவது அவசியமானால் - S உள்ளீட்டிற்கு ஒரு துடிப்பு கொடுக்கிறோம், "0" என்றால் - R உள்ளீட்டிற்கு ஒரு துடிப்பை அனுப்புகிறோம்.

S = 1, R = 1 கலவையானது தடைசெய்யப்பட்ட கலவையாகும், ஏனெனில் வெளியீட்டில் எந்த நிலை நிறுவப்படும் என்பதை கணிக்க இயலாது.

அட்டவணை 1 - ஒத்திசைவான RS ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் நிலை அட்டவணை

ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் செயல்பாட்டை நேர வரைபடங்களைப் பயன்படுத்தியும் காணலாம் (படம் 2).

படம் 2 — ஒத்திசைவற்ற RS ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் நேர வரைபடங்கள்

டி-டிரிகர் (ஆங்கிலத்தில் இருந்து தாமதம் - தாமதம்) ஒரு தகவல் உள்ளீடு மற்றும் ஒரு கடிகாரம் (ஒத்திசைவு) உள்ளீடு (படம். 3).

D-flip-flop ஆனது கடிகாரத் துடிப்பு C வருகையின் போது தரவு உள்ளீடு D இல் இருந்த சமிக்ஞையை Q வெளியீட்டில் சேமித்து சேமிக்கிறது. C = 1 இல் எழுதப்பட்ட தகவலை flip-flop சேமிக்கிறது.

அட்டவணை 2-டி-ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் நிலைகளின் அட்டவணை

படம் 3 — D-தூண்டுதல்: a) வழக்கமான வரைகலை பிரதிநிதித்துவம், b) செயல்பாட்டின் நேர வரைபடங்கள்

T-தூண்டுதல்கள் (ஆங்கில டம்பில் இருந்து - கவிழ்த்தல், சமர்சால்ட்), கவுண்டிங் ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்ஸ் என்றும் அழைக்கப்படும், ஒரு தகவல் உள்ளீடு T. T-உள்ளீட்டின் ஒவ்வொரு துடிப்பும் (துடிப்பு சிதைவு) தூண்டுதலை எதிர் நிலைக்கு மாற்றுகிறது.

படம் 4 டி-டிரிகர் சிம்பாலாஜி (அ) மற்றும் செயல்பாட்டின் நேர வரைபடங்களைக் காட்டுகிறது (பி).

படம் 4-டி-ஃபிளிப்-ஃப்ளாப் அ) வழக்கமான-கிராஃபிக் குறியீடு, ஆ) செயல்பாட்டின் நேர வரைபடங்கள் c) மாநில அட்டவணை

ஒரு JK தூண்டுதல் (ஆங்கில ஜம்ப் - ஜம்ப், கீர் - ஹோல்டில் இருந்து) இரண்டு தரவு உள்ளீடுகள் J மற்றும் K மற்றும் ஒரு கடிகார உள்ளீடு C. பின்கள் J மற்றும் K இன் ஒதுக்கீடு R மற்றும் S இன் அசைன்மென்ட்டைப் போன்றது, ஆனால் தூண்டுதல் உள்ளது தடைசெய்யப்பட்ட சேர்க்கைகள் இல்லை. J = K = 1 எனில், அது அதன் நிலையை எதிர்மாறாக மாற்றுகிறது (படம் 5).

உள்ளீடுகளின் பொருத்தமான இணைப்புடன், தூண்டுதல் RS-, D-, T- தூண்டுதல்களின் செயல்பாடுகளைச் செய்ய முடியும், அதாவது. ஒரு உலகளாவிய தூண்டுதலாகும்.

படம் 5 -JK -flip-flop a) வழக்கமான -கிராஃபிக் குறியீடு, b) சுருக்கமான நிலை அட்டவணை

Comparator (compare — compare) — இரண்டு மின்னழுத்தங்களை ஒப்பிடும் ஒரு சாதனம் — Uin ஐ குறிப்பு Uref உடன் உள்ளீடு. குறிப்பு மின்னழுத்தம் நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை துருவமுனைப்புடன் ஒரு நிலையான மின்னழுத்தமாகும், உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் காலப்போக்கில் மாறுகிறது. செயல்பாட்டு பெருக்கியை அடிப்படையாகக் கொண்ட எளிமையான ஒப்பீட்டு சுற்று படம் 6, a இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. Uin Uop வெளியீட்டில் U என்றால் - us (படம் 6, b).

படம் 6 — Op-amp comparator: a) எளிமையான திட்டம் b) செயல்திறன் பண்புகள்

நேர்மறையான பின்னூட்ட ஒப்பீட்டாளர் ஷ்மிட் தூண்டுதல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒப்பீட்டாளர் ஒரே மின்னழுத்தத்தில் «1» இலிருந்து «0» மற்றும் நேர்மாறாக மாறினால், ஷ்மிட் தூண்டுதல் - வெவ்வேறு மின்னழுத்தங்களில். குறிப்பு மின்னழுத்தம் ஒரு PIC சுற்று R1R2 ஐ உருவாக்குகிறது, உள்ளீடு சமிக்ஞை op-amp இன் இன்வெர்டிங் உள்ளீட்டிற்கு வழங்கப்படுகிறது. படம் 7, b, Schmitt தூண்டுதலின் பரிமாற்ற பண்புகளைக் காட்டுகிறது.

OS இன் இன்வென்டரி உள்ளீட்டில் எதிர்மறை மின்னழுத்தத்தில் Uout = U + sat. நேர்மறை மின்னழுத்தம் தலைகீழாக இல்லாத உள்ளீட்டில் செயல்படுகிறது என்பதே இதன் பொருள். உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​தற்போதைய Uin > Uneinv. (Uav — தூண்டுதல்) ஒப்பிடுபவர் மாநில Uout = U -sat க்கு செல்கிறார். தலைகீழ் அல்லாத உள்ளீட்டிற்கு எதிர்மறை மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதன்படி, உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தில் ஒரு குறைவுடன் Uin <Uneinv. (Uav — தூண்டுதல்) ஒப்பீட்டாளர் Uout = U + sat என்ற நிலைக்கு செல்கிறார்.

படம் 7 — ஒரு op-amp இன் Schmitt செயல்பாடு: a) எளிமையான திட்டம் b) செயல்திறன் பண்புகள்

ஒரு உதாரணம். படம் 8, மின்சார மோட்டாரைக் கட்டுப்படுத்தும் ரிலே-தொடர்புடைய ஒரு திட்டத்தைக் காட்டுகிறது, இது அதைத் தொடங்கவும், நிறுத்தவும் மற்றும் தலைகீழாக மாற்றவும் அனுமதிக்கிறது.

படம் 8 - ரிலே-தொடர்பு மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு திட்டம்

மின்சார மோட்டாரின் கம்யூட்டேஷன் காந்த தொடக்கங்கள் KM1, KM2 மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. சுதந்திரமாக மூடப்பட்ட தொடர்புகள் KM1, KM2 காந்த தொடக்கங்களின் ஒரே நேரத்தில் செயல்பாட்டைத் தடுக்கின்றன. சுதந்திரமாக திறந்த தொடர்புகள் KM1, KM2 SB2 மற்றும் SB3 பொத்தான்களின் சுய-பூட்டுதலை வழங்குகிறது.

செயல்பாட்டின் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்த, குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் மற்றும் சாதனங்களைப் பயன்படுத்தி ரிலே-தொடர்பு கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகள் மற்றும் மின்சுற்றுகளை தொடர்பு இல்லாத அமைப்புடன் மாற்றுவது அவசியம்.

படம் 9 ஒரு தொடர்பு இல்லாத மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு சுற்று காட்டுகிறது.

காந்த தொடக்கங்களின் சக்தி தொடர்புகள் ஆப்டோ-சிமிஸ்டர்களால் மாற்றப்பட்டன: KM1-VS1-VS3, KM2-VS4-VS6. ஆப்டோசிமிஸ்டர்களின் பயன்பாடு குறைந்த மின்னோட்டக் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகளை சக்திவாய்ந்த விநியோக சுற்றுகளிலிருந்து தனிமைப்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது.

தூண்டுதல்கள் சுய-பூட்டுதல் பொத்தான்களை SB2, SB3 வழங்குகின்றன. லாஜிக் கூறுகள் மற்றும் காந்த தொடக்கங்களில் ஒன்றை மட்டும் ஒரே நேரத்தில் செயல்படுத்துவதை உறுதி செய்கிறது.

டிரான்சிஸ்டர் VT1 திறக்கும் போது, ​​மின்னோட்டம் VS1-VS3 ஆப்டோ-சிமிஸ்டர்களின் முதல் குழுவின் LED கள் வழியாக பாய்கிறது, இதன் மூலம் மோட்டார் முறுக்குகள் மூலம் மின்னோட்டத்தின் ஓட்டத்தை உறுதி செய்கிறது.டிரான்சிஸ்டர் VT2 இன் திறப்பு ஆப்டோ-சிமிஸ்டர்களின் இரண்டாவது குழு VS4 ஐ வழங்குகிறது. -VS6, மற்ற திசையில் மின்சார மோட்டாரின் சுழற்சியை உறுதி செய்கிறது.

படம் 9 - தொடர்பு இல்லாத மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு சுற்று

பதிவு - குறுகிய கால சேமிப்பு மற்றும் பல இலக்க பைனரி எண்களை மாற்றுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னணு சாதனம். பதிவேட்டில் ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்கள் உள்ளன, அதன் எண்ணிக்கை பைனரி எண்ணின் எத்தனை பிட்களை பதிவேட்டில் சேமிக்க முடியும் என்பதை தீர்மானிக்கிறது - பதிவேட்டின் அளவு (படம் 10, a). தூண்டுதல்களின் செயல்பாட்டை ஒழுங்கமைக்க லாஜிக் கூறுகள் பயன்படுத்தப்படலாம்.

படம் 10 — பதிவு: a) பொது பிரதிநிதித்துவம், b) வழக்கமான வரைகலை குறியீடு

தகவல் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு முறையின் படி, பதிவேடுகள் இணை மற்றும் தொடர்களாக பிரிக்கப்படுகின்றன.

ஒரு தொடர் பதிவேட்டில், ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்கள் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, அதாவது முந்தைய ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் வெளியீடுகள் அடுத்த ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்பின் உள்ளீடுகளுக்கு தகவல்களை அனுப்பும். Flip-flop கடிகார உள்ளீடுகள் C இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அத்தகைய பதிவேட்டில் ஒரு தரவு உள்ளீடு மற்றும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு உள்ளீடு-கடிகார உள்ளீடு C உள்ளது.

ஒரு இணையான பதிவேடு ஒரே நேரத்தில் நான்கு தரவு உள்ளீடுகளைக் கொண்ட ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்புகளுக்கு எழுதுகிறது.

படம் 10 UGO மற்றும் நான்கு பிட் இணை-தொடர் பதிவேட்டின் பின் ஒதுக்கீட்டைக் காட்டுகிறது.