Dép xỏ ngón

Dép xỏ ngón là một phần tử trong kỹ thuật vi mạch điện tử với hai trạng thái ổn định, được sử dụng để lưu trữ thông tin trạng thái.

Một dép xỏ ngón (thường được viết tắt trong sơ đồ là f/f hoặc f-f) là một đa hài với hai trạng thái ổn định.

Mạch này xử lý trạng thái của tín hiệu từ một hoặc nhiều đầu vào và cung cấp kết quả ra đầu ra. Đây là thành phần cơ bản trong logic tuần tự. Dép xỏ ngón và chốt (latch) là các thành phần xây dựng cơ bản của hệ thống thiết bị điện tử kỹ thuật số, được sử dụng trong máy tính, truyền thông và nhiều loại hệ thống điều khiển khác.

Dép xỏ ngón có thể được chế tạo dưới dạng IC độc lập hoặc tích hợp trong các IC khác.

Nguyên lý hoạt động

Dép xỏ ngón thực hiện chức năng xử lý tín hiệu đầu vào và lưu trữ một bit trạng thái kết quả, với hai đầu ra là thuận Q và đảo Q.

Nhu cầu điều khiển đã dẫn đến việc phát triển dép xỏ ngón với nhiều đầu vào và cách tác động của các đầu vào khác nhau lên kết quả. Theo quy tắc chung, các đầu vào được chia thành ba loại:

• Ngõ vào dữ liệu D (Data): Giá trị logic hoặc trạng thái chính cần lưu giữ.
• Ngõ vào điều khiển không đồng bộ: Khi ngõ này ở mức kích hoạt (active), Flip-flop hoạt động theo cách cụ thể. Ngõ này thường được ký hiệu là E hoặc EN (enable) hoặc gate. Mức kích hoạt do nhà sản xuất quy định, có thể là logic 1 (thuận) hoặc 0 (đảo).
• Ngõ vào clock hoặc xung đồng bộ CLK: Có mặt trong các Flip-flop cần hoạt động đồng bộ. Flip-flop thực hiện chức năng chính vào thời điểm sườn xung clock chuyển từ 0 lên mức cao. Quy định này được tất cả các nhà sản xuất tuân thủ.

Trong các ngõ điều khiển, R (Reset) là ngõ thường được nhắc đến nhiều nhất, nó đưa Q trong f/f về giá trị logic 0 và Q về giá trị logic 1. Cần lưu ý rằng Reset là tín hiệu phổ biến trong các hệ thống kỹ thuật số, nhưng ở mỗi hệ thống, giá trị mặc định có thể là 1 khi cần thiết.

Khi sử dụng, cần tránh xung đột do các ngõ điều khiển gây ra tình trạng không xác định kết quả. Do đó, cần thiết kế thời gian đúng và các ngõ điều khiển không sử dụng phải được nối đến mức logic không kích hoạt (inactive).

Các đặc điểm hoạt động

Flip-flop RS

Flip-flop RS hay còn gọi là Flip-flop SR là một loại đa hài đơn giản nhất, với 2 ngõ vào là R (Reset) và S (Set). R và S hoạt động ngược chiều nhau và có thể xung đột.

F/f RS thường được tích hợp làm ngõ điều khiển trong nhiều loại flip-flop khác.

Flip-flop RSH

Flip-flop RSH là một phiên bản của flip-flop RS với ngõ điều khiển thêm EN hoặc Gate. Khi EN ở trạng thái kích hoạt, nó cho phép R hoặc S tác động vào hệ thống.

Flip-flop D

Flip-flop D là một loại flip-flop đồng bộ, trong đó khi tín hiệu CLK được kích hoạt, dữ liệu D (Data) sẽ được truyền đến ngõ ra Q.

Flip-flop JK

Flip-flop JK là một flip-flop đồng bộ, hoạt động tương tự như flip-flop RS với các chức năng tương đương khi J = Set và K = Reset. Nó giải thích các sự kiện như sau:

• J = 1, K = 0 tương ứng với lệnh Set
• J = 0, K = 1 tương ứng với lệnh Reset
• J = 1, K = 1 tương ứng với lệnh 'flip' hoặc toggle
• J = 0, K = 0, Q giữ nguyên giá trị trạng thái trước đó của nó, tức là duy trì trạng thái hiện tại.

Flip-flop T

Flip-flop T hay còn gọi là f/f Toggle, có khả năng thay đổi ngõ ra khi có các điều kiện sau:

• T được kích hoạt (active)
• Khi T không kích hoạt (inactive), thì flip-flop sẽ phản ứng với tín hiệu CLK.

Ứng dụng

Các mạch flip-flop thường được dùng trong việc lưu trữ dữ liệu, truyền dữ liệu, tạo thanh ghi, bộ đếm, phân chia tần số, bộ nhớ, và nhiều ứng dụng khác.

• Mạch tích hợp
• LinKeiện điện tử
• Các phần tử bán dẫn
• Ký hiệu điện tử
• Sơ đồ mạch điện

Liên kết bên ngoài

• FlipFlop Hierarchy Lưu trữ ngày 08-04-2015 trên Wayback Machine, trình diễn các mạch flip-flop tương tác.
• Đại số Flip-Flop J-K