Flipflop-Übersicht

Übersicht über Flip-Flop-Arten

1. Nicht taktgesteuerte Flip-Flops (asynchrone FF)

Ein einfaches Grund-Flip-Flop hat zwei Eingänge S und R und zwei Ausgänge Q und . Die Eingangsbelegung wirkt sich unmittelbar auf den Zustand des Flip-Flops aus (vgl. NAND-FF bzw. NOR-FF)

2. Taktgesteuerte Flip-Flops (synchrone FF)

Taktabhängige Flip-Flops haben noch einen entsprechenden Takteingang. Die Eingänge S und R wirken sich nur im Zusammenwirken mit dem Takteingang (T oder C - von engl. clock) ab. Hierbei unterscheidet man zwischen zwei Hauptgruppen, den taktzustandsgesteuerten und den taktflankengesteuerten Flip-Flops.

2.1. taktzustandsgesteuerte Flip-Flops

Diese Flip-Flops verarbeiten ein eintreffendes Eingangssignal während der gesamten Zeitdauer des aktiven Pegels (z.B. C=1).

Einzustandsgesteuertes Flip-Flop:
Ein Flip-Flop, dessen Setz- und Rücksetzeingang nur wirksam werden, wenn am Takteingang ein Signal anliegt.
Dem Flip-Flop wird ein Takteingang C1 hinzugefügt.

Zweizustandsgesteuertes Flip-Flop:
Ein Flip-Flop, das die Eingangszustände während des einen Taktzustandes aufnimmt und erst beim nachfolgenden Taktzustand ausgibt.
Flip-Flop-Ausgänge, an denen die Eingangszustände verzögert erscheinen, werden retadierte Ausgänge genannt. Solche Flip-Flops arbeiten nach dem Master-Slave-Prinzip.

2.2. taktflankengesteuerten Flip-Flops

Diese Flip-Flops verarbeiten ein eintreffendes Eingangssignal nur zu einem bestimmten Zeitpunkt, nämlich dann wenn das Taktsignal C seinen Pegel ändert (Taktflanke). Ein Wechsel des Taktsignals von "0" nach "1" heißt steigende Taktflanke, ein Wechsel des Taktsignals von "1" auf "0" heißt fallende Taktflanke.

Einflankengesteuertes Flip-Flop:
Ein Flip-Flop, dessen Setz- und Rücksetzeingang nur während der Änderung des Taktzustandes wirksam werden.
Die Störanfälligkeit durch Störsignale wird durch die kurze Zeit der Taktflanke reduziert.
Die Taktflankensteuerung wird im Schaltzeichen durch das Dreieck gekennzeichnet.

Zweiflankengesteuertes Flip-Flop:
Ein Flip-Flop, das die Eingangszustände während einer Taktflanke aufnimmt und erst bei der folgenden Flanke ausgibt.
Beim Taktflankengesteuerten Flip-Flop wird wiederum die Störanfälligkeit heruntergesetzt.

Aufgaben

1. Holen Sie aus dem Schrank ein Flip-Flop-Baustein und überprüfen Sie, dass es sich dabei um ein einzustandsgesteuertes Flip-Flop handelt. Erstellen Sie eine Wahrheitstafel.

2. Verwenden Sie die Internetseite http://kauai.theoinf.tu-ilmenau.de/~sane/projekte/flipflop/flipflop.html und versuchen Sie, die englischen Begriffe zu verstehen. Wählen Sie im Applet-Fenster folgendes Flip-Flop:

Prüfen Sie nach, wie sich diese angegeben FF-Schaltung verhält. Dazu kann man die Eingänge h01, h10 und C durch die entsprechenden Buttons schalten. Neben den Buttons wird ein Signal-Zeitdiagramm erzeugt. Erklären Sie, was man diesem Diagramm ablesen kann.

Versuchen Sie die Schaltung aus 4 NAND-Gattern zu verstehen. Dabei dürfen Sie die Funktionsweise des NAND-FF wie schon gelernt anwenden.