Digital elektronik: hvad er en flip-flop? - dummies

I elektronikens lyde er en flip-flop en speciel type gated latch. Forskellen mellem en flip-flop og en låge er, at indgangen ikke aktiveres ved en flip-flop kun ved at der er et HIGH-signal på CLOCK-indgangen.

I stedet aktiveres indgange ved overgang af CLOCK-indgangen. Således er indgangene i øjeblikket kort aktiveret, når klokkeindgangen overgår fra lav til høj. Når uret stabiliseres i HIGH-indstillingen, låses udgangstilstanden af ​​vippen til næste klokkeimpuls.

Flip-flops siges ofte at være kant-triggered , fordi det er kanten af ​​kloksignalet, der udløser flip-flop. Ved anvendelse i ur-drevne computer kredsløb er kant-triggering en vigtig egenskab, fordi det hjælper kredsløbsdesignere med at bevare bedre kontrol over timingen i kredsløb, der indeholder hundreder eller måske tusindvis af flip-flops.

Kredsløbet, der gør det muligt for en flip-flop at reagere på bare forkanten, kan være ret kompliceret. En af de enkleste metoder er at føje urindgangen til en NAND-port, der passerer et af benene gennem en inverter. Dette virker, fordi der i alle logiske porte er en meget lille forsinkelse mellem det tidspunkt, et signal ankommer til indgangen, og det korrekte signal kommer til udgangen.

Indledningsvis er klokkeindgangen LOW. Omformeren får den første indgang til NAND-porten (markeret 1) til at være HIGH, mens den anden indgang er LOW. Da inputene ikke er begge HIGH, er udgangen fra NAND-porten ved punkt 2 HØJ. Den anden inverter inverterer NAND-portens output, så den endelige udgang fra kredsløbet ved punkt 3 er LOW, ligesom urindgangen.

Når klokkeindgangen går højt, går den anden indgang til NAND-porten straks højt. Imidlertid tager det nogle få millisekunder for omformeren at reagere, så i de få millisekunder er output fra inverteren stadig høj.

Således er begge indgange til NAND-porten HØJ i nogle få millisekunder, hvilket medfører, at udgangen fra NAND-porten i punkt 2 går LOW. Derefter veksler den anden NOT-port NAND-portens udgang, hvilket betyder, at udgangen ved punkt 3 i signalet går HIGH for et kort øjeblik.

Når først den første IKKE-port er taget op, og dens udgang går LOW (ved punkt 1), svarer NAND-porten til LOW og HIGH indgangen ved at indstille dens output til HIGH ved punkt 2. Den anden NOT-gate omdanner derefter den output til punkt 3.

Nettoresultatet af kredsløbet er, at lange urpulser ændres til korte urpulser.Varigheden mellem pulserne forbliver den samme, men den høje del af pulsen bliver meget kortere.

Flip-flops er designet til brug i kredsløb, der bruger stationære klokkeimpulser. En nem måde at give klokkeimpulser til et flip-flop kredsløb på er at bruge en 555 timer IC. Indgangskilden til CLOCK-indgangen til en flip-flop behøver imidlertid ikke at være et egentligt ur; det kan også være en one-shot input udløst af en tryknap.