Das
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.
Ein
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.
SchaltzeichenSchaltzeichen
eines einflankengesteuerten T-Flip-Flop, das bei ansteigender Flanke schaltet.
Ein
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
Das 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.
ZeitdiagrammMit
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.