前提条件 : 順序回路の概要
フリップフロップは電子デバイス、または正確には 1 ビットのデータを保持できる一種のメモリ コンポーネントです。フリップフロップには、SET と RESET という 2 つの状態があります。これらの状態は、バイナリ値 0 と 1 で表されます。フリップフロップは、逆の状態に切り替える信号を受信するまで、現在の状態を維持します。クロックまたはパルス信号がフリップフロップの状態を変化させる可能性があります。
Dフリップフロップ
D フリップフロップは、単一ビットのデータを保存するために使用される遅延フリップフロップまたはデータ フリップフロップとして知られる電子デバイスです。D フリップフロップには同期または非同期があります。 D フリップフロップの同期バージョンにはクロック シングルが必要ですが、非同期バージョンには必要ありません。D フリップフロップにはデータとフリップフロップを制御するクロック入力の 2 つの入力があります。クロック入力がハイの場合、データはフリップフロップの出力に転送され、クロック入力がローの場合、フリップフロップの出力は前の状態に保持されます。
Dフリップフロップの仕組み
D フリップフロップは、1 つの入力 D と 2 つの出力 (Q および Q’) で構成されます。 D フリップフロップの基本的な動作は次のとおりです。
- クロック信号が Low の場合、フリップフロップは現在の状態を保持し、D 入力を無視します。
- クロック信号が High の場合、フリップフロップは D 入力をサンプリングして保存します。
- 以前に D 入力に入力された値は、フリップフロップの Q 出力に反映されます。
- D = 0 の場合、Q は 0 になります。
- D = 1 の場合、Q は 1 になります。
- フリップフロップの Q’ 出力は Q 出力によって補完されます。
- Q = 0 の場合、Q’ は 1 になります。
- Q = 1 の場合、Q’ は 0 になります。
Dフリップフロップの真理値表
Dフリップフロップの特性表
D フリップフロップの特性テーブルには、入力と現在の状態の組み合わせごとにフリップフロップの動作が表示されます。 Dフリップフロップの特性表は以下のとおりです。
鋭角
Dフリップフロップの特性表
- D は入力、Q は現在の状態、Qn + 1 は次の状態の出力です。
- フリップフロップの現在の状態に関係なく、D が 0 の場合、Qn+1 は常に 0 になります。
- フリップフロップの入力が 1 の場合、フリップフロップの現在の状態に関係なく、フリップフロップの次の状態は常に 1 になります。
Dフリップフロップの特性式
D フリップフロップの特性方程式は、フリップフロップの入力と出力の関係を説明するブール式で構成されます。 D フリップフロップの特性方程式は次のとおりです。
Javaはcharをintに変換します
Dフリップフロップの特性式
- Qn+1 は、次のクロック サイクルでのフリップ フロップの出力を表します。
- Dn は現在のクロック サイクルでのフリップ フロップへの入力であり、n は現在のクロック サイクルを表します。
- この D フリップフロップの状態の特性方程式は、 次のクロック サイクルでのフリップ フロップの出力が現在のクロック サイクルでの入力と等しくなること 。
D フリップフロップ励起テーブル
ここで、Qn はフリップフロップの現在の状態を表し、Dn はフリップフロップの現在の入力を表します。ここで、Qn+1 はフリップフロップの次の状態を表します。
- Qn が 0 で Dn も 0 の場合、Qn+1 は 0 になります。この状況はホールド状態の条件を説明します。
- Qn が 0 で Dn が 1 の場合、Qn+1 は 1 になります。この状況はリセット状態の条件を説明します。
- Qn が 1 で Dn が 0 の場合、Qn+1 は 0 になります。この状況はホールド状態の条件を説明します。
- Qn が 1 で Dn も 1 の場合、Qn+1 は 1 になります。この状況はリセット状態の条件を説明します。
Dフリップフロップの利点
- D フリップフロップの設計は非常にシンプルです。
- D フリップフロップの計算速度は、他のフリップフロップに比べて非常に高速です。
- D フリップフロップは、設計に必要なコンポーネントが非常に少ないため、理解しやすくなっています。
Dフリップフロップのデメリット
- D フリップフロップは不具合が発生しやすいものです。入力が高速に変化すると、フリップフロップ出力が誤動作する可能性があります。デジタル回路の不具合を特定して修正するのは困難です。
D フリップフロップの種類
- D ラッチ。
- エッジトリガーDフリップフロップ。
Dフリップフロップの応用
D フリップフロップは、デジタル システムで数多くのアプリケーションに使用されており、次のように説明されます。
- メモリ： Dフリップフロップは、データを保持するための記憶回路を作成するために使用されます。
- レジスタ: Dフリップフロップは、デジタルシステムでデータを保持できるレジスタを作成するために使用されます。 D フリップフロップを使用することで、設計者は要件に応じて任意のサイズのレジスタを構築できます。
- カウンター: D フリップフロップは、デジタル システムで発生したイベントの数をカウントするカウンターを作成するために使用されます。
- 同期システム: Dフリップフロップは同期システムの開発に携わっています。
結論
この記事では、D フリップフロップの動作原理とともに、D フリップフロップの基礎について説明しました。また、D フリップフロップの特性テーブルと、そのテーブルを解析して導出した特性方程式と D フリップフロップの励磁テーブルについても説明しました。この記事では、D フリップフロップのいくつかの利点と欠点を、D フリップフロップの最近の応用例とともに説明します。