Flip-flops acionados por borda negativa:conhecimento eletrônico básico

Flip-flops ou circuitos de trava ajudam principalmente a projetar registradores e contadores que armazenam dados em um formato de número de vários bits. No entanto, os dispositivos de registro geralmente precisam de muitos circuitos flip-flops conectados sequencialmente uns aos outros. Os circuitos sequenciais devem então passar por processos de disparo para uma operação efetiva.

Um circuito flip-flop

Fonte:Wikipédia

O disparo de um flip-flop envolve a alteração do sinal de entrada usando um pulso de disparo ou pulso de clock. Por sua vez, a saída do flip-flop também mudará.

Existem várias maneiras de acionar um flip-flop, como alto nível, baixo nível e outros. Vamos expor o acionamento de borda negativa e, em seguida, abordaremos os outros métodos.

1. Flip-flops acionados por borda

Antes de prosseguirmos, vamos passar por alguns termos cruciais;

Flip-flop: Usamos flip-flops em vez de circuitos de trava após ativar um circuito multivibrador na borda de transição de sua onda quadrada.

Sinal do relógio: É o sinal de habilitação.

Circuito S-R acionado por borda: De preferência denominado como flip flop S-R.

Circuito D acionado por borda: de preferência flip-flops D.

As entradas D, J-K e S-R são entradas coletivamente síncronas. Além disso, todos eles aparecem em flip-flops acionados por borda positiva e acionados por borda negativa. A sincronicidade é porque você pode transferir entradas de dados para a saída do flip-flop na borda de disparo de um pulso de clock.

Uma sincronização de contadores de entrada

Fonte:Wikipédia

As entradas assíncronas (que são clear (CLR) e direct set (SET)) alteram o estado do flip-flop sem pulsos de clock.

Acionado por borda positiva (borda de subida)

As entradas S-R, J-K e D aqui significam que não há bolha na entrada do clock.

Flip-flop de atraso

Ele tem três travas SR NAND e mantém a saída até que o pulso do clock termine de mudar o sinal digital de baixo para alto. Além disso, o estágio de entrada compreende duas travas, enquanto o estágio de saída possui apenas uma trava. Além disso, o estágio de entrada tem a entrada de dados conectada a uma única trava NAND.

Flip-flop D acionado por borda

Fonte:Wikipédia

Flip-flop S-R

Aqui, a saída muda em relação à entrada na borda +ve do pulso de clock. As entradas S e R não afetarão a saída se você não tiver uma vantagem no pulso de clock. Mas, na borda positiva/de ataque do clock, o circuito flip-flop está ativo e segue as mudanças de entrada R e S.

As mudanças em um ciclo de clock incluem;

• S alto e R baixo =saída alta na borda de ataque/flip flop SET.
• S baixo e R alto =saída baixa na borda de ataque/flip flop RESET.
• S e R baixos =Nenhuma mudança no pulso de clock positivo
• S e R altos =estado inaceitável.

Circuito de flip-flop S-R em disparo positivo

Flip-flop J-K

Um flip-flop J-K acionado por borda funciona de maneira semelhante a um flip-flop S-R. No entanto, se os estados S e K estiverem altos, há uma alternância de saída. A criação adota uma forma oposta na borda de ataque do pulso de clock.

Acionamento de borda negativa (borda descendente)

Circuito de disparo de borda negativa

As três entradas em circuitos flip-flop acionados por borda negativa implicam que há uma bolha na entrada do clock.

Flip-flop S-R acionado por borda

A tabela verdade e a operação de um dispositivo acionado por borda negativa são semelhantes ao acionamento positivo. A única diferença é que, para disparo negativo, a borda de queda do pulso de disparo é a borda de fuga.

Você pode alterar as entradas S e R a qualquer momento se tiver uma entrada de clock HIGH ou LOW sem interromper a saída. Uma exceção à regra é quando há um curto período em torno da transição de disparo do relógio.

Circuito S-R acionado por borda

Fonte:Wikipédia

Flip-flop J-K acionado por borda

Um flip-flop J-K funciona da mesma maneira que um flip-flop S-R. No entanto, o circuito flip-flop J-K não possui um estado inválido. Então, quando você tem as entradas K e J em um estado alto, as saídas mudam para um estado oposto (toggling).

Flip-flop D (atraso/dados) acionado por borda

Um flip-flop D tem uma operação simples, e isso ocorre porque ele possui apenas uma única adição de entrada ao seu pulso de clock negativo. Geralmente é recomendável quando você precisa armazenar um único bit de dados (ou seja, 0 ou 1).

Quando há uma entrada HIGH D após a aplicação de um pulso de clock, o flip-flop automaticamente SETs, então armazena um 1. Por outro lado, quando há uma entrada LOW D após a aplicação de um pulso de clock, o circuito do flip-flop RESETs então mantém um 0.

Circuito de flip-flop D acionado por borda

Fonte:Wikipédia

2. Por que usamos o acionamento de borda negativa?

O disparo por borda negativa é preferível porque apenas descarrega as operações, contribuindo para uma maior economia de energia. Ao contrário, um disparo de borda positiva apenas carregará a capacitância.

Além disso, você pode evitar que ocorram falhas devido a condições de corrida ao usar um flip-flop acionado por borda negativa. O exemplo mais comum de redução de falhas está na aplicação digital de flip-flops em circuitos Field-Programmable Gate Array (FPGA). Você também pode usar um flip-flop mestre-escravo para evitar corridas durante o período do relógio.

3. Princípio da Transição do Pulso do Relógio

Uma borda de pulso de clock sempre se move de 0 a 1, depois de 1 a 0 quando você tem um sinal. Portanto, uma única chamada resultará em duas transições.

O movimento de 0 para 1 é a transição positiva, enquanto 1 para 0 denota uma mudança negativa. Uma operação lógica positiva com um crescimento baixo a alto é a borda de ataque do sinal de clock. Por outro lado, um crescimento alto para baixo é a borda de fuga do relógio.

Tipos de transição de pulso de clock

Às vezes, você pode experimentar desafios de várias transições nos flip-flops que desestabilizam os circuitos digitais. A erradicação do problema envolve fazer com que os flip-flops respondam apenas às transições de borda negativa e positiva, não a uma duração de pulso inteira.

4. Flip flop – Outros métodos de disparo

Acionamento de alto nível

Geralmente, aplique o método de disparo de alto nível quando você precisar que o flip-flop responda em seu estado alto. Você pode identificar o estado em uma linha direta a partir da entrada do relógio.

Acionamento de alto nível

Extremidade negativa acionada: Acionamento de baixo nível

Contrariamente, o disparo de baixo nível é aplicável em flip-flops de baixo estado. Além disso, além de verificar o lead de entrada do relógio, você pode examinar uma bolha indicadora de estado baixo.

Acionamento de baixo nível

Acionamento por borda negativa:acionamento por borda positiva

Um trigger de borda positiva garante que o flip flow responda a um estado de transição de baixo para alto. Você pode usar um triângulo ao lado de uma entrada de relógio para identificar o disparo positivo.

Acionamento de borda positiva

Resumo

Para resumir, o disparo de borda minimiza os efeitos transitórios e de ruído em circuitos eletrônicos enquanto aciona a entrada. Além disso, o disparo permite que os dispositivos produzam um disparo suave que é muito mais rápido do que os loops de feedback externos. Assim, os dispositivos aceitarão rapidamente as entradas e, em seguida, fecharão com precisão a entrada antes de alterar os valores de saída e entrada.

O texto acima fornece detalhes sobre os tipos de flip-flops com clock que você pode encontrar. Todos eles funcionam de forma diferente para alterar a saída através da entrada. E assim, conte conosco. No entanto, ainda estamos abertos para consultas sobre acionamento de borda.