Digital elektronik: vad är en flip-flop? - dummies

I elektronikens språk är en flip-flop en speciell typ av gated latch. Skillnaden mellan en flip-flop och en gated latch är att i en flip-flop är ingångarna inte aktiverade endast genom närvaron av en HIGH-signal på CLOCK-ingången.

Istället aktiveras ingångarna genom övergången av CLOCK-ingången. Således, när klockans ingångsövergångar är låga till höga, är ingångarna kortvarigt aktiverade. När klockan stabiliseras i HIGH-inställningen, låses utgångsstatusen för vippan till nästa klockpuls.

Flip-flops sägs ofta vara kant-triggered eftersom det är kanten på klockan som triggar flip-flopen. Vid användning i klockdrivna datorkretsar är kantutlösning en viktig egenskap eftersom det hjälper kretsdesigners att bibehålla bättre kontroll över tidpunkten i kretsar som innehåller hundratals eller kanske tusentals flip-flops.

Kretskortet som gör det möjligt för en flip-flop att svara på bara framkanten kan vara ganska komplicerat. En av de enklaste metoderna är att mata klockingången till en NAND-grind, som passerar en av benen genom en inverterare. Detta fungerar eftersom i alla logiska grindar är det en mycket liten fördröjning mellan den tid en signal anländer till ingången och den korrekta signalen kommer till utgången.

Ursprungligen är klockingången LOW. Omriktaren gör att den första ingången till NAND-grinden (markerad 1) är hög, medan den andra ingången är LOW. Eftersom ingångarna inte är båda höga, är utsignalen från NAND-grinden vid punkt 2 HÖG. Den andra omvandlaren inverterar NAND-grindutgången så att den slutliga utgången från kretsen vid punkt 3 är LOW, precis som klockingången.

När klockingången går hög, går den andra ingången till NAND-porten omedelbart högt. Det tar dock några millisekunder för omformaren att svara, så för de få millisekunderna är utmatningen från omformaren fortfarande hög.

Sålunda är båda ingångarna till NAND-porten HÖG i några millisekunder, vilket medför att utsignalen från NAND-grinden vid punkt 2 går LOW. Därefter inverterar den andra INTE-porten NAND-utgången, vilket gör att utgången vid punkt 3 i signalen går högt för ett kort ögonblick.

När den första ING-porten har hämtat sig och utgången går LOW (vid punkt 1), svarar NAND-porten på LOW och HIGH-ingången genom att ställa in utgången till HIGH vid punkt 2. Den andra INTE-porten inverterar då den utgången vid punkt 3.

Nettoresultatet av kretsen är att långa klockpulser förvandlas till korta klockpulser.Varaktigheten mellan pulserna förblir densamma, men den höga delen av pulsen blir mycket kortare.

Flip-flops är konstruerade för användning i kretsar som använder stationära klockpulser. Ett enkelt sätt att tillhandahålla klockpulser för en flip-flop-krets är att använda en 555-timmars IC. Inmatningskällan för CLOCK-ingången hos en vippan behöver emellertid inte vara en faktisk klocka; det kan också vara en en-skottingång som utlöses av en tryckknapp.