ডিজিটাল ডিভাইস: ফ্লিপ-ফ্লপ, তুলনাকারী এবং রেজিস্টার

ডিজিটাল ডিভাইসগুলি লজিক্যাল উপাদানের উপর নির্মিত, তাই তারা লজিক্যাল বীজগণিতের আইন মেনে চলে। ডিজিটাল প্রযুক্তির মৌলিক ডিভাইসগুলি, লজিক ডিভাইসগুলির সাথে, ফ্লিপ-ফ্লপ।

ট্রিগার (ইংরেজি ট্রিগার - ট্রিগার) - একটি ইলেকট্রনিক ডিভাইস যার দুটি স্থিতিশীল অবস্থা রয়েছে এবং এটি একটি বাহ্যিক আবেগের প্রভাবে এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় যেতে পারে।

ট্রিগার বা, আরও স্পষ্টভাবে, ট্রিগার সিস্টেমগুলিকে একটি বড় শ্রেণীর ইলেকট্রনিক ডিভাইস বলা হয় যেগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য দুটি স্থিতিশীল অবস্থায় থাকার এবং বাহ্যিক সংকেতের প্রভাবে তাদের বিকল্প করার ক্ষমতা রাখে। প্রতিটি ট্রিগার অবস্থা সহজেই আউটপুট ভোল্টেজ মান দ্বারা স্বীকৃত হয়।

প্রতিটি ট্রিগার অবস্থা একটি নির্দিষ্ট (উচ্চ বা নিম্ন) আউটপুট ভোল্টেজ স্তরের সাথে মিলে যায়:

1) ট্রিগারটি একটি অবস্থায় সেট করা হয়েছে — স্তর «1»।

2) ফ্লিপ-ফ্লপ রিসেট করা হয়েছে — লেভেল «0» আউটপুটে।

স্থির অবস্থা যতক্ষণ ইচ্ছা ততক্ষণ থাকে এবং বাহ্যিক পালস দ্বারা বা সরবরাহ ভোল্টেজ বন্ধ করে পরিবর্তন করা যেতে পারে। চে.একটি ফ্লিপ-ফ্লপ হল একটি প্রাথমিক মেমরি উপাদান যা তথ্যের ক্ষুদ্রতম একক (এক বিট) «0» বা «1» সংরক্ষণ করতে সক্ষম।

ফ্লিপ-ফ্লপগুলি বিযুক্ত উপাদান, লজিক উপাদান, একটি সমন্বিত সার্কিটে তৈরি করা যেতে পারে বা একটি সমন্বিত সার্কিটের অংশ।

ফ্লিপ-ফ্লপগুলির প্রধান ধরনগুলির মধ্যে রয়েছে: RS-, D-, T- এবং JK-ফ্লিপার... উপরন্তু, ফ্লিপ-ফ্লপগুলিকে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস এবং সিঙ্ক্রোনাসে বিভক্ত করা হয়েছে। অ্যাসিঙ্ক্রোনাস অ্যাকচুয়েশনে, তথ্য ইনপুটে একটি সংকেতের আগমনের সাথে সরাসরি এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় স্যুইচ করা হয়। ডেটা ইনপুট ছাড়াও, সিঙ্ক্রোনাইজড ফ্লিপ-ফ্লপগুলিতে একটি ঘড়ি ইনপুট থাকে। তাদের স্যুইচিং শুধুমাত্র একটি সক্রিয় ঘড়ির স্পন্দনের উপস্থিতিতে সঞ্চালিত হয়।

একটি RS ট্রিগারে কমপক্ষে দুটি ইনপুট থাকে: S (সেট — সেট) — ট্রিগারটি স্তরের অবস্থায় সেট করা হয় «1» এবং R (রিসেট) — ট্রিগারটি «0» স্তরের অবস্থায় পুনরায় সেট করা হয়। (আকার 1).

ইনপুট C-এর উপস্থিতিতে, ফ্লিপ-ফ্লপ সিঙ্ক্রোনাস হয় — ফ্লিপ-ফ্লপ (আউটপুটের অবস্থার পরিবর্তন) পরিবর্তন শুধুমাত্র ইনপুট সি-তে সিঙ্ক্রোনাইজিং (সিঙ্ক্রোনাইজ) পালস আসার মুহূর্তে ঘটতে পারে।

চিত্র 1 — আরএস ফ্লিপ-ফ্লপের প্রচলিত গ্রাফিকাল উপস্থাপনা এবং উপসংহারের উদ্দেশ্য ক) অ্যাসিঙ্ক্রোনাস, খ) সিঙ্ক্রোনাস

সরাসরি আউটপুট ছাড়াও, ফ্লিপ-ফ্লপের একটি বিপরীত আউটপুটও থাকতে পারে, যার সংকেত বিপরীত হবে।

সারণী 1 রাজ্যগুলি দেখায় যেগুলি অপারেশন চলাকালীন ফ্লিপ-ফ্লপ অনুমান করতে পারে। টেবিলটি tn এর একটি নির্দিষ্ট মুহূর্তের ইনপুট সিগন্যাল S এবং R এর মান এবং পরবর্তী সময়ের আগমনের পরবর্তী সময়ে tn + 1 এর পরের মুহুর্তে ফ্লিপ-ফ্লপের (সরাসরি আউটপুটের) অবস্থা দেখায়। ডাল নতুন ট্রিগার অবস্থা Q n এর পূর্ববর্তী অবস্থা দ্বারা প্রভাবিত হয়।

চে.যদি ট্রিগারে লেখার প্রয়োজন হয় «1» — আমরা S ইনপুটে একটি পালস দিই, যদি «0» — আমরা R ইনপুটে একটি পালস পাঠাই।

সংমিশ্রণ S = 1, R = 1 একটি নিষিদ্ধ সংমিশ্রণ কারণ আউটপুটে কোন অবস্থা প্রতিষ্ঠিত হবে তা অনুমান করা অসম্ভব।

সারণি 1 - সিঙ্ক্রোনাস RS ফ্লিপ-ফ্লপ স্টেট টেবিল

ফ্লিপ-ফ্লপের অপারেশন টাইমিং ডায়াগ্রাম (চিত্র 2) ব্যবহার করেও দেখা যায়।

চিত্র 2 — একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস RS ফ্লিপ-ফ্লপের টাইমিং ডায়াগ্রাম

ডি-ট্রিগার (ইংরেজি বিলম্ব — বিলম্ব থেকে) একটি তথ্য ইনপুট এবং একটি ঘড়ি (সিঙ্ক্রোনাইজ) ইনপুট (চিত্র 3) রয়েছে।

ডি-ফ্লিপ-ফ্লপ সঞ্চয় করে এবং আউটপুটে সঞ্চয় করে Q সিগন্যাল যা ঘড়ির পালস C আসার সময় ডেটা ইনপুট D-এ ছিল। ফ্লিপ-ফ্লপ তথ্য সংরক্ষণ করে যখন C = 1 হয়।

সারণি 2-ডি-ফ্লিপ-ফ্লপের রাজ্যগুলির সারণী

চিত্র 3 — D-ট্রিগার: ক) প্রচলিত গ্রাফিকাল উপস্থাপনা, খ) অপারেশনের টাইমিং ডায়াগ্রাম

টি-ট্রিগার (ইংরেজি টাম্বল থেকে — ওভারটার্নিং, সমারসাল্ট), যাকে কাউন্টিং ফ্লিপ-ফ্লপও বলা হয়, এতে একটি তথ্য ইনপুট টি থাকে। টি-ইনপুট (গণনা ইনপুট) এর প্রতিটি স্পন্দন (পালস ক্ষয়) ট্রিগারটিকে বিপরীত অবস্থায় নিয়ে যায়।

চিত্র 4 টি-ট্রিগার সিম্বলজি (a) এবং অপারেশনের টাইমিং ডায়াগ্রাম (b) দেখায়।

চিত্র 4-টি-ফ্লিপ-ফ্লপ ক) প্রচলিত-গ্রাফিক স্বরলিপি, খ) অপারেশনের টাইমিং ডায়াগ্রাম গ) স্টেট টেবিল

একটি JK ট্রিগার (ইংরেজি জাম্প থেকে — জাম্প, কিয়ার — হোল্ড) দুটি ডেটা ইনপুট J এবং K এবং একটি ঘড়ি ইনপুট C রয়েছে। পিন J এবং K এর অ্যাসাইনমেন্ট R এবং S পিনের অ্যাসাইনমেন্টের অনুরূপ, তবে ট্রিগারে রয়েছে কোন নিষিদ্ধ সমন্বয়. J = K = 1 হলে, এটি তার অবস্থাকে বিপরীতে পরিবর্তন করে (চিত্র 5)।

ইনপুটগুলির যথাযথ সংযোগের সাথে, ট্রিগারটি RS-, D-, T-ট্রিগারগুলির কার্য সম্পাদন করতে পারে, যেমন একটি সার্বজনীন ট্রিগার.

চিত্র 5 -জেকে -ফ্লিপ-ফ্লপ ক) প্রচলিত -গ্রাফিক নোটেশন, খ) সংক্ষিপ্ত স্টেট টেবিল

তুলনাকারী (তুলনা — তুলনা করুন) — একটি ডিভাইস যা দুটি ভোল্টেজের তুলনা করে — একটি রেফারেন্স Uref সহ Uin ইনপুট করে। রেফারেন্স ভোল্টেজ হল একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ যার ইতিবাচক বা নেতিবাচক পোলারিটি থাকে, সময়ের সাথে সাথে ইনপুট ভোল্টেজ পরিবর্তিত হয়। একটি অপারেশনাল এমপ্লিফায়ারের উপর ভিত্তি করে সবচেয়ে সহজ তুলনাকারী সার্কিটটি চিত্র 6, a-তে দেখানো হয়েছে। যদি Uin Uop আউটপুটে U — us (চিত্র 6, b)।

চিত্র 6 — অপ-অ্যাম্প তুলনাকারী: ক) সহজতম স্কিম খ) কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য

একটি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া তুলনাকারীকে একটি শ্মিট ট্রিগার বলা হয়। যদি তুলনাকারী একই ভোল্টেজে «1» থেকে «0» এবং এর বিপরীতে স্যুইচ করে, তাহলে Schmitt ট্রিগার - বিভিন্ন ভোল্টেজে। রেফারেন্স ভোল্টেজ একটি PIC সার্কিট R1R2 তৈরি করে, ইনপুট সংকেত অপ-অ্যাম্পের ইনভার্টিং ইনপুটে দেওয়া হয়। চিত্র 7, b, স্মিট ট্রিগারের স্থানান্তর বৈশিষ্ট্য দেখায়।

OS Uout = U + sat এর ইনভেন্টরি ইনপুটে নেতিবাচক ভোল্টেজে। এর মানে হল একটি ধনাত্মক ভোল্টেজ নন-ইনভার্টিং ইনপুটে কাজ করে। ইনপুট ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে বর্তমান Uin > Uneinv. (Uav — ট্রিগার) কম্প্যারেটর স্টেটে যায় Uout = U -sat। নন-ইনভার্টিং ইনপুটে একটি নেতিবাচক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়। তদনুসারে, মুহূর্তে ইনপুট ভোল্টেজ হ্রাস সঙ্গে Uin <Uneinv. (Uav — ট্রিগার) তুলনাকারী অবস্থায় চলে যায় Uout = U + sat।

চিত্র 7 — একটি অপ-অ্যাম্পের শ্মিট অপারেশন: ক) সহজতম স্কিম খ) কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য

একটি উদাহরণ. চিত্র 8 একটি বৈদ্যুতিক মোটর নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি রিলে-কন্টাক্টরের একটি পরিকল্পিত দেখায়, এটিকে শুরু, থামাতে এবং বিপরীত করার অনুমতি দেয়।

চিত্র 8 — রিলে-কন্টাক্টর মোটর কন্ট্রোল স্কিম

বৈদ্যুতিক মোটরের পরিবর্তন চৌম্বকীয় স্টার্টার KM1, KM2 দ্বারা সঞ্চালিত হয়। অবাধে বন্ধ পরিচিতি KM1, KM2 চৌম্বকীয় স্টার্টারগুলির একযোগে অপারেশন প্রতিরোধ করে। অবাধে খোলা পরিচিতি KM1, KM2 SB2 এবং SB3 বোতামের স্ব-লকিং প্রদান করে।

অপারেশনের নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করার জন্য, রিলে-কন্টাক্টর কন্ট্রোল সার্কিট এবং পাওয়ার সার্কিটগুলিকে সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস এবং ডিভাইসগুলি ব্যবহার করে একটি নন-কন্টাক্ট সিস্টেমের সাথে প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন।

চিত্র 9 একটি যোগাযোগহীন মোটর নিয়ন্ত্রণ সার্কিট দেখায়।

চৌম্বকীয় স্টার্টারের পাওয়ার পরিচিতিগুলি অপটো-সিমিস্টর দিয়ে প্রতিস্থাপিত হয়েছিল: KM1-VS1-VS3, KM2-VS4-VS6৷ অপটোসিমিস্টর ব্যবহার একটি শক্তিশালী সরবরাহ সার্কিট থেকে একটি নিম্ন-কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ সার্কিটকে বিচ্ছিন্ন করা সম্ভব করে তোলে।

ট্রিগারগুলি স্ব-লকিং বোতামগুলি SB2, SB3 প্রদান করে৷ লজিক উপাদান এবং শুধুমাত্র একটি চৌম্বকীয় স্টার্টারের একযোগে সক্রিয়করণ নিশ্চিত করে।

যখন ট্রানজিস্টর VT1 খোলে, অপ্টো-সিমিস্টর VS1-VS3-এর প্রথম গ্রুপের LED-এর মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, যার ফলে মোটর উইন্ডিং-এর মাধ্যমে কারেন্ট প্রবাহ নিশ্চিত হয়। -VS6, অন্য দিকে বৈদ্যুতিক মোটরের ঘূর্ণন নিশ্চিত করে।

চিত্র 9 - যোগাযোগহীন মোটর নিয়ন্ত্রণ সার্কিট

নিবন্ধন করুন - একটি ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা স্বল্প-মেয়াদী স্টোরেজ এবং বহু-সংখ্যার বাইনারি সংখ্যার রূপান্তরের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। রেজিস্টারটি ফ্লিপ-ফ্লপ নিয়ে গঠিত, যার সংখ্যা নির্ধারণ করে রেজিস্টার একটি বাইনারি সংখ্যার কত বিট সংরক্ষণ করতে পারে — রেজিস্টারের আকার (চিত্র 10, ক)। লজিক উপাদান ট্রিগার অপারেশন সংগঠিত ব্যবহার করা যেতে পারে.

চিত্র 10 — নিবন্ধন: ক) সাধারণ উপস্থাপনা, খ) প্রচলিত গ্রাফিকাল স্বরলিপি

তথ্যের ইনপুট এবং আউটপুট পদ্ধতি অনুসারে, রেজিস্টারগুলি সমান্তরাল এবং সিরিয়ালে বিভক্ত।

একটি অনুক্রমিক রেজিস্টারে, ফ্লিপ-ফ্লপগুলি সিরিজে সংযুক্ত থাকে, অর্থাৎ, পূর্ববর্তী ফ্লিপ-ফ্লপের আউটপুট পরবর্তী ফ্লিপ-ফ্লপের ইনপুটগুলিতে তথ্য প্রেরণ করে। ফ্লিপ-ফ্লপ ঘড়ির ইনপুট C সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে। এই ধরনের একটি রেজিস্টারে একটি ডেটা ইনপুট এবং একটি নিয়ন্ত্রণ ইনপুট রয়েছে - ঘড়ি ইনপুট সি।

একটি সমান্তরাল রেজিস্টার একই সাথে ফ্লিপ-ফ্লপগুলিতে লেখে যার জন্য চারটি ডেটা ইনপুট রয়েছে।

চিত্র 10 UGO এবং একটি চার-বিট সমান্তরাল-সিরিয়াল রেজিস্টারের পিন বরাদ্দ দেখায়।