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Cos'è il flip-flop SR con clock?

Flip-Flop SR con clock:una spiegazione a livello di gate

Un infradito SR con clock è un elemento fondamentale nei circuiti logici sequenziali. È un tipo di latch che incorpora un segnale di clock per controllare quando il flip-flop aggiorna il suo output. Ciò lo rende adatto alla realizzazione di circuiti sincroni, in cui tutti i cambiamenti di stato avvengono in momenti specifici definiti dall'orologio.

Ecco una ripartizione di come funziona:

Componenti:

* Chiusura SR: Il nucleo del flip-flop SR con clock è un semplice latch SR, costruito con due porte NOR (o porte NAND, a seconda dell'implementazione).

* Ingresso orologio: Questo ingresso controlla la tempistica della modifica dell'uscita. Il flip-flop aggiorna il suo stato di uscita solo quando il segnale di clock è attivo (tipicamente un livello logico alto).

* Ingressi (S e R):

* S (Set): Imposta l'uscita Q su '1'.

* R (Ripristina): Reimposta l'uscita Q su '0'.

* Uscite (Q e Q'):

* D: L'output principale che rappresenta lo stato corrente.

* Q': Il complemento dell'uscita Q (sempre il livello logico opposto).

Operazione:

1. Orologio basso (inattivo): Mentre il segnale di clock è basso, il flip-flop è "bloccato" e le uscite rimangono invariate indipendentemente dai valori di ingresso S e R. Questo perché l'ingresso del clock impedisce al latch SR di reagire a questi ingressi.

2. Orologio alto (attivo): Quando il segnale di clock diventa alto, il flip-flop diventa sensibile agli ingressi S e R.

* S=1, R=0: L'uscita Q è impostata su '1' e l'uscita Q' è impostata su '0'.

* S=0, R=1: L'uscita Q viene reimpostata su '0' e l'uscita Q' viene impostata su '1'.

* S=0, R=0: L'uscita Q mantiene il suo stato precedente.

* S=1, R=1: Questa combinazione di input è vietata poiché porta a uno stato indefinito. Questo stato non dovrebbe verificarsi in circuiti progettati correttamente.

Perché utilizzare un flip-flop SR con clock?

* Sincronizzazione: Consente aggiornamenti controllati e temporizzati dell'uscita, rendendolo ideale per la costruzione di sistemi digitali sincroni.

* Conservazione statale: Il flip-flop mantiene il suo stato anche quando i segnali di ingresso cambiano, finché il clock è basso.

Esempio:

Immagina un semplice contatore che incrementa un valore con ogni impulso di clock. È possibile costruirlo utilizzando un flip-flop SR con clock in cui l'uscita Q rappresenta il conteggio corrente.

Nota: Esistono altre varianti di flip-flop SR con clock, come edge-triggered versioni che si aggiornano solo sul fronte di salita o di discesa del segnale di clock.

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