Video: Latches and Flip-Flops 1 - The SR Latch 2025
aktiviert. In der Sprache der Elektronik ist ein Flip-Flop ein spezieller Typ eines getasteten Zwischenspeichers. Der Unterschied zwischen einem Flip-Flop und einem getasteten Latch besteht darin, dass bei einem Flip-Flop die Eingänge nicht nur durch das Vorhandensein eines HIGH-Signals am CLOCK-Eingang aktiviert werden.
Stattdessen werden die Eingänge durch den -Übergang des CLOCK-Eingangs aktiviert. Somit werden in dem Moment, in dem der Takteingang von niedrig auf hoch übergeht, die Eingänge kurzzeitig freigegeben. Sobald sich der Takt bei der HIGH-Einstellung stabilisiert hat, wird der Ausgangszustand des Flip-Flops bis zum nächsten Taktimpuls verriegelt.
Flip-Flops werden oft als flankengetriggert bezeichnet, weil die Flanke des Taktsignals das Flip-Flop auslöst. Bei Verwendung in taktgesteuerten Computerschaltungen ist das Flanken-Triggering ein wichtiges Merkmal, da es Schaltungsentwicklern dabei hilft, eine bessere Kontrolle über das Timing in Schaltungen zu behalten, die Hunderte oder vielleicht Tausende von Flip-Flops enthalten.
Die Schaltung, die es einem Flip-Flop ermöglicht, nur auf die Vorderkante zu reagieren, kann ziemlich kompliziert sein. Eine der einfachsten Methoden besteht darin, den Takteingang in ein NAND-Gatter einzuspeisen, wobei eines der Beine durch einen Inverter geführt wird. Dies funktioniert, weil in allen Logikgattern eine sehr kleine Verzögerung zwischen der Zeit, zu der ein Signal am Eingang ankommt, und dem korrekten Signal an dem Ausgang ankommt.
Anfangs ist der Takteingang LOW. Der Inverter bewirkt, dass der erste Eingang des NAND-Gatters (mit 1 markiert) HOCH ist, während der zweite Eingang LOW ist. Da die Eingänge nicht beide HIGH sind, ist der Ausgang von dem NAND-Gatter an Punkt 2 HOCH. Der zweite Inverter invertiert den Ausgang des NAND-Gatters, so dass der endgültige Ausgang von der Schaltung am Punkt 3, genau wie der Takteingang, LOW ist.
Wenn der Takteingang auf High geht, geht der zweite Eingang zum NAND-Gatter sofort hoch. Es dauert jedoch einige Millisekunden, bis der Wechselrichter reagiert, so dass für einige Millisekunden der Ausgang des Wechselrichters immer noch HOCH ist.
Somit sind beide Eingaben in das NAND-Gatter einige Millisekunden lang HOCH, was bewirkt, dass das Ausgangssignal von dem NAND-Gatter bei Punkt 2 auf NIEDRIG geht. Dann invertiert das zweite NICHT-Gate den Ausgang des NAND-Gatters, wodurch der Ausgang am Punkt 3 des Signals für einen kurzen Moment auf HIGH geht.
Sobald das erste NICHT-Gatter aufläuft und sein Ausgang auf LOW geht (Punkt 1), reagiert das NAND-Gatter auf den LOW- und HIGH-Eingang, indem es seinen Ausgang im Punkt 2 auf HIGH setzt. Das zweite NICHT-Gatter invertiert dann diesen Ausgang bei Punkt 3.
Das Nettoergebnis der Schaltung ist, dass lange Taktimpulse in kurze Taktimpulse umgewandelt werden.Die Dauer zwischen den Impulsen bleibt gleich, aber der HOHE Teil des Impulses wird viel kürzer.
Flip-Flops sind für die Verwendung in Schaltungen vorgesehen, die stetige Taktimpulse verwenden. Ein einfacher Weg, um Taktimpulse für eine Flip-Flop-Schaltung bereitzustellen, besteht darin, einen 555-Timer-IC zu verwenden. Die Eingangsquelle für den CLOCK-Eingang eines Flip-Flops muss jedoch keine tatsächliche Uhr sein; Es kann sich auch um einen One-Shot-Eingang handeln, der durch eine Drucktaste ausgelöst wird.
