డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్స్: ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్ ట్యుటోరియల్

ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ (ఎఫ్ఎఫ్) అనే పదాన్ని బ్రిటిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎఫ్.డబ్ల్యు. జోర్డాన్ మరియు విలియం ఎక్లెస్ 1918 సంవత్సరంలో కనుగొన్నారు. దీనికి ఎక్లెస్ జోర్డాన్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్ అని పేరు పెట్టారు మరియు రెండు క్రియాశీల అంశాలను కలిగి ఉంది. ఎఫ్ఎఫ్ రూపకల్పన 1943 సంవత్సరంలో బ్రిటిష్ కోలోసస్ కోడ్ బ్రేకింగ్ కంప్యూటర్‌లో ఉపయోగించబడింది. ఈ సర్క్యూట్ల యొక్క ట్రాన్సిస్టరైజ్డ్ వెర్షన్లు కంప్యూటర్లలో సాధారణం, అవలోకనం తరువాత కూడా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు , లాజిక్ గేట్ల నుండి తయారైన ఎఫ్‌ఎఫ్‌లు కూడా ఇప్పుడు సాధారణం. మొదటి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ సర్క్యూట్‌ను మల్టీవైబ్రేటర్లు లేదా ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్‌లు అని పిలుస్తారు.

FF అనేది ఒక సర్క్యూట్ మూలకం, ఇక్కడ o / p ప్రస్తుత ఇన్‌పుట్‌లపై మాత్రమే కాకుండా, మునుపటి ఇన్‌పుట్ మరియు o / ps పై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్ మరియు గొళ్ళెం మధ్య ఉన్న ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, ఒక ఎఫ్ఎఫ్ క్లాక్ సిగ్నల్‌ను కలిగి ఉంటుంది, అయితే గొళ్ళెం లేదు. సాధారణంగా, నాలుగు రకాల లాచెస్ & ఎఫ్ఎఫ్ లు ఉన్నాయి: అవి టి, డి, ఎస్ఆర్ మరియు జెకె. ఈ రకమైన ఎఫ్‌ఎఫ్‌లు మరియు లాచెస్ మధ్య ఉన్న ప్రధాన తేడాలు అవి కలిగి ఉన్న ఇన్‌పుట్‌ల సంఖ్య మరియు అవి రాష్ట్రాలను ఎలా మారుస్తాయి. ప్రతి రకమైన ఎఫ్ఎఫ్ మరియు లాచెస్ కోసం వేర్వేరు తేడాలు ఉన్నాయి, ఇవి వాటి కార్యకలాపాలను పెంచుతాయి. గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి దయచేసి క్రింది లింక్‌ను అనుసరించండి వివిధ రకాల ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ మార్పిడి

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్ అంటే ఏమిటి?

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్ యొక్క డిజైనింగ్ ఉపయోగించి చేయవచ్చు లాజిక్ గేట్లు రెండు NAND మరియు NOR గేట్లు వంటివి. ప్రతి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లో రెండు ఇన్‌పుట్‌లు మరియు రెండు అవుట్‌పుట్‌లు ఉంటాయి, అవి సెట్ మరియు రీసెట్, Q మరియు Q ’. ఈ రకమైన ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ను SR ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ లేదా SR గొళ్ళెం అని పేర్కొన్నారు.

ఎఫ్ఎఫ్ కింది చిత్రంలో చూపిన రెండు రాష్ట్రాలను కలిగి ఉంది. Q = 1 మరియు Q ’= 0 ఉన్నప్పుడు అది సెట్ స్థితిలో ఉంటుంది. Q = 0 మరియు Q ’= 1 ఉన్నప్పుడు అది స్పష్టమైన స్థితిలో ఉంటుంది. FF యొక్క ఉత్పాదనలు Q మరియు Q ’ఒకదానికొకటి పూర్తి మరియు అవి వరుసగా సాధారణ & పూరక ఉత్పాదనలుగా పేర్కొనబడతాయి. ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క బైనరీ స్థితి సాధారణ అవుట్పుట్ విలువగా తీసుకోబడుతుంది.

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌కు ఇన్పుట్ 1 వర్తించినప్పుడు, FF యొక్క రెండు అవుట్‌పుట్‌లు 0 కి వెళ్తాయి, కాబట్టి o / p లు రెండూ ఒకదానికొకటి పూర్తి. రెగ్యులర్ ఆపరేషన్లో, రెండు ఇన్పుట్లకు ఏకకాలంలో వర్తించవని నిర్ధారించుకోవడం ద్వారా ఈ వ్యాధిని నిర్లక్ష్యం చేయాలి.

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ రకాలు

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్లను దాని ఉపయోగం ఆధారంగా నాలుగు రకాలుగా వర్గీకరించారు, అవి డి-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్, టి- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్, ఎస్ఆర్- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ మరియు జెకె-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్.

SR- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

SR- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ రెండు AND గేట్లు మరియు ప్రాథమిక NOR ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌తో నిర్మించబడింది. S మరియు R i / p విలువలతో సంబంధం లేకుండా CLK పల్స్ 0 ఉన్నంతవరకు రెండు AND గేట్ల o / ps 0 వద్ద ఉంటుంది. CLK పల్స్ 1 అయినప్పుడు, S మరియు R ఇన్పుట్ల నుండి సమాచారం ప్రాథమిక FF ద్వారా అనుమతిస్తుంది. S = R = 1 అయినప్పుడు, గడియారం పల్స్ సంభవించే మూలాలు o / ps రెండూ 0 కి వెళ్తాయి. CLK పల్స్ వేరు చేయబడినప్పుడు, FF యొక్క స్థితి స్థిరంగా ఉండదు.

SR ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

SR ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క సరళీకరణ చిత్రంలో చూపబడిన D ఫ్లిప్-ఫ్లాప్ తప్ప మరొకటి కాదు. D- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క ఇన్పుట్ నేరుగా ఇన్పుట్ S కి వెళుతుంది మరియు దాని పూరక i / p R కి వెళుతుంది. CLK పల్స్ ఉనికిలో D- ఇన్పుట్ నమూనాగా ఉంటుంది. అది 1 అయితే, ఎఫ్ఎఫ్ సెట్ స్థితికి మారుతుంది. అది 0 అయితే, ఎఫ్ఎఫ్ స్పష్టమైన స్థితికి మారుతుంది.

డి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

JK-FF అనేది SR- ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క సరళీకరణ. J మరియు K ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల యొక్క ఇన్‌పుట్‌లు S & R ఇన్‌పుట్‌ల వలె ప్రవర్తిస్తాయి. J మరియు K రెండింటికి ఇన్‌పుట్ 1 వర్తించినప్పుడు, FF దాని పూరక స్థితికి మారుతుంది. ఈ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క బొమ్మ క్రింద చూపబడింది. JK FF యొక్క రూపకల్పన o / p Q P మరియు AND తో ఉండే విధంగా చేయవచ్చు. అవుట్పుట్ గతంలో 1 ఉంటేనే CLK పల్స్ సమయంలో FF క్లియర్ అయ్యే విధంగా ఈ విధానం తయారు చేయబడింది. అదే విధంగా, అవుట్పుట్ J & CP తో ANDed అవుతుంది, తద్వారా CLK పల్స్ సమయంలో FF క్లియర్ అవుతుంది Q ' గతంలో 1.

జెకె ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

• J = K = 0 అయినప్పుడు, CLK o / p పై ప్రభావం చూపదు మరియు FF యొక్క o / p దాని మునుపటి విలువకు సమానంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే J & K రెండూ 0 అయినప్పుడు, వాటి ప్రత్యేకమైన AND గేట్ యొక్క o / p 0 అవుతుంది.
• J = 0, K = 1 అయినప్పుడు, AND గేట్ యొక్క o / p J కి సమానం 0 అవుతుంది, అంటే S = 0 మరియు R = 1 ఈ విధంగా Q ’అవుతుంది. ఈ పరిస్థితి FF ని మారుస్తుంది. ఇది FF యొక్క రీసెట్ స్థితిని సూచిస్తుంది.

టి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

టి-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ లేదా టోగుల్ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ అనేది జెకె-ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ యొక్క ఒకే ఐ / పి వెర్షన్. ఈ ఎఫ్ఎఫ్ యొక్క పని ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది: టి యొక్క ఇన్పుట్ ‘0’ అయినప్పుడు, ‘టి’ ప్రస్తుత స్థితికి సమానమైన తదుపరి స్థితిని చేస్తుంది. అంటే T-FF యొక్క ఇన్పుట్ 0 అయినప్పుడు ప్రస్తుత స్థితి మరియు తదుపరి రాష్ట్రం 0 అవుతుంది. అయితే, T యొక్క i / p 1 అయితే ప్రస్తుత స్థితి తదుపరి రాష్ట్రానికి విలోమంగా ఉంటుంది. అంటే, T = 1 అయినప్పుడు, ప్రస్తుత స్థితి = 0 మరియు తదుపరి స్థితి = 1)

టి ఫ్లిప్ ఫ్లాప్

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ యొక్క అనువర్తనాలు

ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్ యొక్క అనువర్తనం ప్రధానంగా బౌన్స్ ఎలిమినేషన్ స్విచ్, డేటా స్టోరేజ్, డేటా ట్రాన్స్ఫర్, గొళ్ళెం, రిజిస్టర్లు, కౌంటర్లు, ఫ్రీక్వెన్సీ డివిజన్, మెమరీ మొదలైన వాటిలో ఉంటుంది. వాటిలో కొన్ని క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

రిజిస్టర్లు

ఒక రిజిస్టర్ బిట్స్ సమితిని నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌ల సమితి. ఉదాహరణకు, మీరు N - బిట్ పదాలను నిల్వ చేయాలనుకుంటే మీకు N FFS సంఖ్య అవసరం. AFF ఒక బిట్ డేటాను మాత్రమే నిల్వ చేయగలదు (0 లేదా 1). డేటా బిట్ల సంఖ్య నిల్వ చేయబడినప్పుడు అనేక ఎఫ్ఎఫ్ లు ఉపయోగించబడతాయి. రిజిస్టర్ అనేది బైనరీ డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే FF ల సమితి. రిజిస్టర్ యొక్క డేటా నిల్వ సామర్థ్యం అది నిలుపుకోగల డిజిటల్ డేటా యొక్క సమితి. రిజిస్టర్‌ను లోడ్ చేయడం అనేది ప్రత్యేక ఎఫ్‌ఎఫ్‌లను సెట్ చేయడం లేదా రీసెట్ చేయడం అని నిర్వచించవచ్చు, అనగా, రిజిస్టర్‌లో డేటాను ఇవ్వడం ద్వారా ఎఫ్ఎఫ్ యొక్క స్థితి నిల్వ చేయవలసిన డేటా బిట్‌లకు కమ్యూనికేట్ చేస్తుంది.

డేటా లోడింగ్ సీరియల్ లేదా సమాంతరంగా ఉండవచ్చు. సీరియల్ లోడింగ్‌లో, డేటా సీరియల్ రూపంలో రిజిస్టర్‌లోకి బదిలీ చేయబడుతుంది (అనగా, ఒక సమయంలో ఒక బిట్), కానీ సమాంతర లోడింగ్‌లో, డేటా సమాంతర రూపం రూపంలో రిజిస్టర్‌లోకి ప్రసారం చేయబడుతుంది, అంటే అన్ని ఎఫ్‌ఎఫ్‌లు అదే సమయంలో వారి కొత్త రాష్ట్రాల్లోకి సక్రియం చేయబడతాయి. సమాంతర ఇన్పుట్ ప్రతి FF యొక్క SET లేదా RESET నియంత్రణలను ప్రాప్యత చేయవలసి ఉంటుంది.

RAM (రాండమ్ యాక్సెస్ మెమరీ)

కంప్యూటర్లు, ఇన్ఫర్మేషన్ ప్రాసెసింగ్ సిస్టమ్స్, డిజిటల్ లో ర్యామ్ ఉపయోగించబడుతుంది నియంత్రణ వ్యవస్థలు డిజిటల్ డేటాను నిల్వ చేయడం మరియు డేటాను ఇష్టపడే విధంగా తిరిగి పొందడం అవసరం. జ్ఞాపకాలు చేయడానికి ఎఫ్‌ఎఫ్‌ఎస్‌ను ఉపయోగించవచ్చు, దీనిలో అవసరమైన సమయం వరకు సమాచారాన్ని నిల్వ చేయవచ్చు మరియు అవసరమైనప్పుడు బట్వాడా చేయవచ్చు.

సెమీకండక్టర్ పరికరాల నుండి నిర్మించిన రీడ్-రైట్ జ్ఞాపకాలలో నిల్వ చేయబడిన సమాచారం శక్తిని విడదీస్తే పోతుంది, ఆ మెమరీ అస్థిరంగా ఉంటుందని అంటారు. కానీ చదవడానికి మాత్రమే జ్ఞాపకశక్తి అస్థిరత లేనిది. ర్యామ్ మెమరీ దీని మెమరీ స్థానాలు ప్రత్యక్షంగా మరియు తక్షణమే ఉపయోగించడానికి సరైనవి. దీనికి విరుద్ధంగా, మాగ్నెటిక్ టేప్‌లో మెమరీ స్థానాన్ని ఆక్సెస్ చెయ్యడానికి, టేప్‌ను ట్విస్ట్ చేయడం లేదా అన్‌విస్ట్ చేయడం మరియు ఇష్టపడే చిరునామాను చేరుకోవడానికి ముందు చిరునామాల ద్వారా వెళ్లడం అవసరం. కాబట్టి, టేప్‌ను సీక్వెన్షియల్ యాక్సెస్ మెమరీ అంటారు.

కాబట్టి, ఇదంతా ఫ్లిప్ ఫ్లాప్, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ సర్క్యూట్, ఫ్లిప్ ఫ్లాప్ రకాలు మరియు అనువర్తనాల గురించి. ఈ భావనపై మీకు మంచి అవగాహన వచ్చిందని మేము ఆశిస్తున్నాము. ఇంకా, ఈ భావనకు సంబంధించి ఏదైనా ప్రశ్నలు లేదా ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులు , దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో మీ విలువైన సలహాలను ఇవ్వండి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్స్లో ఫ్లిప్ ఫ్లాప్స్ యొక్క ప్రధాన పని ఏమిటి?