Video: Computerschaltkreise aus Logikgattern 2025
Ein Flip-Flop ist eine elektronische Schaltung, die zwischen zwei Ausgangszuständen wechselt. Bei einem Flip-Flop bewirkt ein kurzer Impuls auf dem Trigger, dass der Ausgang hoch geht und hoch bleibt, auch nachdem der Triggerimpuls endet. Der Ausgang bleibt hoch, bis ein Rücksetzimpuls empfangen wird, zu welcher Zeit der Ausgang auf niedrig geht.
Dieser Schaltkreistyp wird als bistabil bezeichnet, da die Schaltung zwei stabile Zustände aufweist: hoch und niedrig. Die Schaltung bleibt niedrig, bis sie ausgelöst wird. Dann bleibt es hoch, bis es zurückgesetzt wird. Diese Art von Schaltung wird in großem Umfang in Computern und anderen digitalen Schaltungen verwendet.
Für Computeranwendungen ist der 555 eine schlechte Wahl für den Einsatz als Flip-Flop. Das ist so, weil sich seine Ausgabe nicht schnell genug in Reaktion auf Trigger- oder Rücksetzimpulse in Computerschaltkreisen ändert, die durch Hochgeschwindigkeitstaktimpulse angesteuert werden. Für Computeranwendungen sind bessere Flip-Flop-Chips leicht verfügbar.
Das heißt, der 555 wird oft im bistabilen Modus für Nichtcomputeranwendungen verwendet, bei denen keine Hochgeschwindigkeitsantwort erforderlich ist. Stellen Sie sich zum Beispiel einen einfachen Roboter vor, der sich selbst vorwärts bewegt, bis er in etwas vor ihm stößt, und dann rückwärts fährt, bis er in etwas dahinter stößt.
Der Roboter ist mit Kontaktschaltern an der Vorder- und Rückseite ausgestattet, die mit den Trigger- und Rücksetzeingängen eines 555 im bistabilen Modus verbunden sind. Der Antriebsmotor des Roboters würde so mit dem Ausgang verbunden sein, dass bei niedrigem Ausgang der Motor vorwärts läuft und wenn der Ausgang hoch ist, läuft der Motor rückwärts. Dann würde der bistabile 555 den Roboter veranlassen, zwischen zwei Hindernissen hin und her zu fahren.
Dies ist ein Schema für einen 555, der im bistabilen Modus verwendet wird. Wie Sie sehen können, benötigt diese Schaltung keinen Kondensator. Das liegt daran, dass der 555 im bistabilen Modus nicht als Timer verwendet wird. Die Hochs und Tiefs des Ausgangssignals werden durch die Trigger- und Rücksetzeingänge gesteuert, nicht durch das Laden und Entladen eines Kondensators.
Sowohl der Trigger (Pin 2) als auch der Reset (Pin 4) sind über einen 10 kΩ Widerstand mit Vcc verbunden. Wenn der Einstellschalter gedrückt wird, ist Pin 2 mit Masse kurzgeschlossen. Dies führt dazu, dass die Spannung Pin 2 umgeht, was zu einem momentanen niedrigen Impuls führt, der den 555 auslöst. Sobald der Trigger ausgelöst wird, geht der Ausgangspin auf hoch.
In einem stabilen oder monostabilen Modus würde der Ausgangspin hoch bleiben, bis die Spannung am Schwellenstift (Pin 6) zwei Drittel der Versorgungsspannung erreicht. Da jedoch Pin 6 in dieser Schaltung nicht mit irgendetwas verbunden ist, ist an Pin 6 überhaupt keine Spannung vorhanden.Somit wird die Schwelle niemals erreicht, so dass der Ausgang auf unbestimmte Zeit hoch bleibt, bis der 555 durch einen niedrigen Impuls am Reset-Pin (Pin 4) zurückgesetzt wird.
Der Rücksetzeingang (Pin 4) ist auf die gleiche Weise wie der Triggereingang mit Vcc verbunden. Wenn der Rücksetzschalter gedrückt wird, wird der Pin 4 auf Masse gelegt, wodurch ein niedriger Impuls erzeugt wird, der den 555 zurücksetzt und den Ausgang wieder auf High bringt.
