Flipflop: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 3. Juni 2010, 22:05 Uhr

Definition

Zeichen für ein SR-Glied (sprich: Flipflop)

Das Flipflop (FF) wird auch bistabiler Multivibrator oder bistabile Kippstufe genannt. Dies ist eine elektronische Schaltung, die zwischen zwei möglichen Zuständen umschaltet, wenn ein Impuls am Eingang eintrifft. Ist z.B. der Ausgang eines FF High, kippt ein am Eingang empfangener Impuls den Ausgang auf Low. Ein zweiter Eingangsimpuls »flopt« den Ausgang wieder auf High, usw..

Wahrheitstafel RS-FF
(Q(t)-aktueller Zustand, Q(t+1)-Folgezustand)

R	S	Q(t+1)	¬Q(t+1)	Verhalten
0	0	Q(t)	¬Q(t)	Speichern
1	0	0	1	Rücksetzen
0	1	1	0	Setzen
1	1	?	?	verbotener Zustand

Die Eingänge werden mit Set (S) und Reset (R) bezeichnet. Legt man beide Eingänge auf High wird an selbstgebauten (z.B. aus Transistoren oder aus NAND/NOR Gattern) FF ein undefinierter Ausgang erzeugt. Dieser wird deshalb auch als verbotener Zustand bezeichnet. Anders ist das bei fertigen FF aus TTL/CMOS Bausteinen oder beim Programmieren in grafischen Umgebungen (FUP/KOP). Hier werden meist dominante Reset-FF (hier ist der Set Eingang Rezesiv) verwendet, d.h. liegt Set und Reset auf High ist der Ausgang Low. Bei einem FF mit dominanten Set Eingang ist der Ausgang dementsprechend High. In großen Industriesteuerungen wie Simatic S7 sind Flipflops in der Programmierung nicht wegzudenken.

Aufbau von Flipflops

mit Hilfe von Gattern (Gates)

• 2 NOR-Gates

• 2 Nand-Gates

• Aufbau als TTL/CMOS Gatter

mit Hilfe von Transistoren

Anwendungen

• Speichereinheit für ein Signal/Bit
• Register und Schieberegister (Mehrere FF's parallel/seriell zusammengeschalten)
• Teilen einer Frequenz durch 2 (T-Flipflop)
• Syncronisieren von Eingängen

Weitere Arten

D-Flipflop

Ein Flankengesteuertes Flipflop mit den Eingängen Data (D) und Clock (C). Das FF kann den Data-Eingang nur zum Ausgang "durchfloppen", wenn der Clock-Eingang eine positive Flanke aufweist. Die meisten ICs der 74xxx Serie reagieren auf eine fallende Flanke. Ein Typisches IC mit dieser Funktion ist 74HC74.

T-Flipflop

Toggle-Flipflop. Wie ein D-FF, hat aber nur einen Takt-Eingang (C) und "floppt" bei jedem Takt um. Aus einen D-FF wird ein T-FF, wenn man den D Eingang mit dem invertierten Ausgang verbindet.

JK-Flipflop

Das JK Flipflop ist wie das D Flipflop Flankengetriggert. Die beiden Eingänge J und K bestimmen was bei einer Flanke (je nach Typ steigend oder fallend) am Takteingang (C) passiert. Sind J und K low, passiert nichts. Sind J und K high wird der Ausgang invertiert. Sind J und K verschieden wird der Zustand von J an den Ausgang übernommen. Ein Typisches IC mit dieser Funktion ist 74HC107.

Quellen

• http://www.iris.uni-stuttgart.de/lehre/eggenberger/ksn/9_Flipflops/NOR-FF.htm
• http://www.iris.uni-stuttgart.de/lehre/eggenberger/ksn/9_Flipflops/NAND-FF.htm
• http://www.mr.inf.tu-dresden.de/lehre_ws/infet1/docs/Kapitel3-Informationsverarbeitung.pdf
• Datenblatt zu JK Flipflop