MezData ispLSI Corner: Flip-Flops

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Das SR-Flipflop (auch als RS-Flipflop bekannt)

Charakteristisch für das grundlegende Flipflop ist das bistabile Verhalten, d.h. die Existenz zweier unterscheidbarer Zustände, die durch die logischen Werte "0" und "1" beschrieben werden können.

Die beiden Vorgänge, die zum Einstellen dieser Werte führen, werden als

Setzen (engl. set) und
Rücksetzen (engl. reset)

des FFs bezeichnet. Hinzu kommt die Möglichkeit, den einmal eingestellten Wert zu speichern.

Die beiden Zustände "reset" und "set" werden abgekürzt als R- und S-Zustand, das entsprechende Basis-FF als SR-Flipflop bezeichnet.

Die drei Funktionen des SR-Flipflops können wiederum an Hand einer Wertetabelle bzw. eines Zustandsdiagramms objektiver beschrieben werden,
Q+ ist hierbei der Folgezustand:

S
R
Funktion
Q+
1
0
Setzen
1
0
1
Rücksetzen
0
?
?
Speichern
Q
Funktionstafel des SR-FFs Zustandsdiagramm des SR-FFs
SR-Flipflop mit NOR Darstellung der Funktion als Tabelle

Merke: Setzen und Rücksetzen geschiet mit 1

Zn S R Qt Qt+1 !Qt+1 Funktion
0
0
0
0
0
1
Speichern
R=S=0
Qt+1=Qt (Q+=Q)
1
0
0
1
1
0
2
0
1
0
0
1
Rücksetzen
R=1
Qt+1=0 (Q+=0)
3
0
1
1
0
1
4
1
0
0
1
0
Setzen
S=1
Qt+1=1 (Q+=1)
5
1
0
1
1
0
6
1
1
0
0
0
Verboten da Q= !Q
7
1
1
1
0
0
SR-Flipflop mit NAND Darstellung der Funktion als Tabelle

Merke: Setzen und Rücksetzen geschiet mit 0

Zn S R Qt Qt+1 !Qt+1 Funktion
0
0
0
0
1
1
Verboten da Q= !Q
1
0
0
1
1
1
2
0
1
0
1
0
Setzen
S=0
Qt+1=1 (Q+=1)
3
0
1
1
1
0
4
1
0
0
0
1
Rücksetzen
R=0
Qt+1=0 (Q+=0)
5
1
0
1
0
1
6
1
1
0
0
1
Speichern
R=S=1
Qt+1=Qt (Q+=Q)
7
1
1
1
1
0
Mit Hilfe des KV-Diagrammes kann eine praktische Realisierung im NOR- oder NAND-Format gefunden werden:

Werden die "don't cares" als d = 0 interpretiert, ergibt sich als Funktionsgleichung

Zusammenfassung: SR-Flipflops

NOR-FF
NAND-FF
S
R
Q+
Funktion
Q+
1
0
1
Setzen
0
1
1
0
1
0
Rücksetzen
1
0
0
0
0
Q
Speichern
1
1
Q
1
1
-
(verboten)
0
0
-

ISP Beispiele zu Flipflops

SR-Flipflop, aufgebaut aus 2 NOR

SR-Flipflop, aufgebaut aus 2 NAND

Lowaktives SR-Flipflop mit einem Ausgang

Highaktives SR-Flipflop mit einem Ausgang

Tasterentprellung mit lowaktivem SR-Flipflop

SR-Flipflop, aufgebaut aus 2 NANDs zur Tasterentprellung