Spezielle Flip-Flops:

D-Flip-Flop (Delay-FF)

Schaltung des D-Flip-FlopsDas D-Flip-Flop besteht aus einem RS-Flip-Flop bei dem der Rücksetzeingang zum Setzeingang negiert ist. Dadurch wird verhindert, daß der unbestimmte Zustand eintritt.
Ein solches Element stellt das Grundelement für statische Schreib-Lese-Speicher dar. Der einzige Eingang wird als Daten-Eingang bezeichnet. Die Speicherung wird nur mit dem Takteingang gesteuert. Das D-Flip-Flop gibt es als taktzustandsgesteuertes (siehe Schaltzeichen) und taktflankengesteuertes Flip-Flop. In einem Computer werden zusammengehörige Daten (z.B 1 Byte als 8 Bit) über mehrere Leitungen (Datenbus) z.B. zum Rechenwerk geschickt. Dort werden sie in einem "Register" zwischengespeichert. Die Datenübernahme in das aus mehreren Flip-Flops bestehenden Registers geschieht synchron während C=1 ist.

img32.gif

T-Flip-Flop (Toggle-FF)

Schaltung eines T-Flip-FlopsEin T-Flip-Flop wechselt mit jedem Taktimpuls seinen Ausgangszustand.
Verbindet man die Eingänge eines JK-Flip-Flop mit H-Pegel so erhält man ein T-Flip-Flop. Es hat nur einen Takteingang.
Vergleicht man die Frequenzen von Eingangs- und Ausgangsignal, so ergibt sich eine Halbierung der Frequenz des Ausgangssignals. Damit eignet sich das T-Flip-Flop auch als Frequenzteiler.

Schaltzeichen
SchaltzeichenSchaltzeichen eines einflankengesteuerten T-Flip-Flop, das bei ansteigender Flanke schaltet.

JK-Flip-Flop

Schaltung eines JK-Flip-FlopsEin JK-Flip-Flop wechselt bei Anlegen eines Taktimpuls seinen Ausgangszustand, wenn an beiden Eingängen 1-Pegel anliegen. Dieses Verhalten wird als Toggeln(kippen) bezeichnet. Sonst arbeitet es wie ein R-S-Flipflop.
Wenn ein JK-Flip-Flop noch zusätzliche RS-Eingänge hat, so lässt es sich taktunabhängig steuern.
Bei diesem Flip-Flop ist der unbestimmte Zustand ausgeschlossen.
Das JK-Flip-Flop gibt es als taktflankengesteuertes (Master-Slave-FF) und taktzustandsgesteuertes Flip-Flop.

Wahrheitstabelle

J

K

Funktion

0

0

0

0

Bewahren

0

0

1

1

Bewahren

1

0

0

1

Setzen

1

0

1

1

Setzen

0

1

0

0

Rücksetzen

0

1

1

0

Rücksetzen

1

1

0

1

Kippen (togglen)

1

1

1

0

Kippen (togglen)

J-K-Master-Slave-Flip-Flop

Schaltungsprinzip

JK-MS-FFDas JK-MS-Flip-Flop besteht aus zwei einzelnen JK-Flip-Flops, die direkt miteinander verbunden sind. Die Ausgänge des ersten, dem Master-Flip-Flop sind auf die Eingänge des zweiten, dem Slave-Flip-Flop geschaltet. Damit das Slave-Flip-Flop auf die fallende Flanke reagiert wird der Takteingang mit einer NICHT-Verknüpfung negiert.

Zeitdiagramm
ImpulsdiagrammMit der positiven Taktflanke wird die an den Eingängen J und K anliegende Funktion eingelesen (in das Master-Flipflop QM).
Mit der negativen Taktflanke wird die Funktion ausgelöst, und der Ausgang (des Slave-Flipflops Q) ändert sich entsprechend.

 

steigende Taktflanke. Da J=1 und K=0 wird "Setzen" eingelesen: QM wird 1
Fallende Taktflanke: Setzen wird ausgeführt,  Q=1