ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ: Μαρτίου 2014

2. FLIP-FLOP

περισσοτερα στο e-learning: http://e-learning.ilei.sch.gr/students/login/index.php

Ορισμός

Το flip-flop είναι ένα σύγχρονο ακολουθιακό κύκλωμα, οι έξοδοι του οποίου ανταποκρίνονται στις εισόδους όταν εφαρμόζονται παλμοί ρολογιού (Clock Pulses) σε μία είσοδο του flip-flop που ονομάζεται είσοδος ρολογιού (CP).

Τύποι flip-flops

Οι πλέον συχνά χρησιμοποιούμενοι τύποι flip-flops είναι οι ακόλουθοι:

- R-S flip-flop

- D flip-flop

- J-K flip-flop

- T flip-flop

R-S FLIP-FLOP

Το R-S flip-flop μπορεί να υλοποιηθεί με τέσσερις πύλες NAND, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Σχήμα 1 R-S flip-flop

Το γραφικό σύμβολο του R-S flip-flop φαίνεται στο Σχήμα .2.

Σχήμα .2 Γραφικό σύμβολο του R-S flip-flop

Η λειτουργία του R-S flip-flop

Η λειτουργία του R-S flip-flop περιγράφεται παρακάτω:

Όταν S=0 και R=0, τότε η επόμενη κατάσταση (έξοδος Q) είναι ίδια με την προηγούμενη κατάσταση.
Όταν S=0 και R=1, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q=0.
Όταν S=1 και R=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q=1.
Όταν S=1 και R=1, τότε η επόμενη κατάσταση είναι απροσδιόριστη. Αυτή είναι μη χρησιμοποιούμενη κατάσταση.

Ο Χαρακτηριστικός Πίνακας του flip-flop δείχνει την επόμενη κατάσταση Q(n+1) όταν είναι γνωστή η παρούσα κατάσταση Q(n) και οι είσοδοι. Ο χαρακτηριστικός πίνακας του R-S flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα.1.

Πίνακας.1 Χαρακτηριστικός Πίνακας R-S flip-flop

Q(n)	S	R	Q(n+1)
0	0	0	0
0	0	1	0		S	R	Q(n+1)
0	1	0	1		0	0	Q(n)
0	1	1	X	ή	0	1	0
1	0	0	1		1	0	1
1	0	1	0		1	1	X
1	1	0	1
1	1	1	X

Ο Πίνακας Διέγερσης του flip-flop δείχνει τον τρόπο μετάβασης από την παρούσα κατάσταση στην επόμενη κατάσταση και εξάγεται από το χαρακτηριστικό πίνακα του flip-flop. Ο πίνακας διέγερσης του R-S flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα.2.

Πίνακας .2 Πίνακας Διέγερσης R-S flip-flop

S	R	Q(n)	Q(n+1)
0	X	0	0
1	0	0	1
0	1	1	0
X	0	1	1

D FLIP-FLOP

Η ανεπιθύμητη συμπεριφορά του R-S flip-flop

Η εξάλειψη της ανεπιθύμητης συμπεριφοράς στην μη χρησιμοποιούμενη κατάσταση του R-S flip-flop επιτυγχάνεται με το D flip-flop.

Το D flip-flop μπορεί να υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα R-S flip-flop και μία πύλη NOT, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Σχήμα.3 D flip-flop

Το γραφικό σύμβολο του D flip-flop φαίνεται στο Σχήμα 4.

Σχήμα.4 Γραφικό σύμβολο του D flip-flop

Το όνομα του D flip-flop

Το όνομα του D flip-flop προέρχεται από την δυνατότητά του να αποθηκεύει δεδομένα (Data) και να καθυστερεί τη διάδοσή τους (Delay). Οι δυαδικές πληροφορίες της εισόδου δεδομένων D του flip-flop μεταφέρονται στην έξοδο Q του flip-flop, όταν CP=1 (η έξοδος ακολουθεί τα δεδομένα εισόδου όσο CP=1). Όταν τεθεί CP=0, τότε τα δεδομένα της εισόδου D δεν μεταφέρονται στην έξοδο Q μέχρι να τεθεί CP=1.

Η λειτουργία του D flip-flop

Η λειτουργία του D flip-flop περιγράφεται παρακάτω:

Αν ο παλμός εισόδου είναι CP=0, τότε το flip-flop δεν μπορεί να αλλάξει κατάσταση, ανεξάρτητα από την τιμή της εισόδου D (πράγματι, αν CP=0, τότε οι είσοδοι του μανταλωτή με πύλες NAND είναι ”1”)
Αν ο παλμός εισόδου είναι CP=1, τότε γίνεται δειγματοληψία της εισόδου, δηλαδή

· αν D=0, τότε Q=0 (μηδενισμός)

· αν D=1, τότε Q=1 (θέση)

Ο χαρακτηριστικός πίνακας του D flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα. 3.

Πίνακας.3 Χαρακτηριστικός Πίνακας D flip-flop

Q(n)	D	Q(n+1)
0	0	0		D	Q(n+1)
0	1	1		0	0
1	0	0	Ή	1	1
1	1	1

Ο πίνακας διέγερσης του D flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα.4.

Πίνακας .4 Πίνακας Διέγερσης D flip-flop

D	Q(n)	Q(n+1)
0	0	0
1	0	1
0	1	0
1	1	1

J-K FLIP-FLOP

Η ανεπιθύμητη συμπεριφορά του R-S flip-flop

Η μη χρησιμοποιούμενη κατάσταση του R-S flip-flop (S=1 και R=1) αποφεύγεται χρησιμοποιώντας το J-K flip-flop. Στο J-K flip-flop όταν οι είσοδοι J (set) και K (reset) τεθούν J=1 και K=1, τότε το flip-flop αλλάζει κατάσταση (δηλαδή αν η έξοδος ήταν Q=0 τότε θα γίνει Q=1 και αντίστροφα).

Το J-K flip-flop μπορεί να υλοποιηθεί με δύο πύλες AND και δύο πύλες NOR όπως φαίνεται στο Σχήμα 5.

Σχήμα 5 J-K flip-flop

Το γραφικό σύμβολο του J-K flip-flop φαίνεται στο Σχήμα 6.3.6.

Σχήμα 6 Γραφικό σύμβολο του J-K flip-flop

Η λειτουργία του J-K flip-flop

Η λειτουργία του J-K flip-flop περιγράφεται παρακάτω:

Όταν J=0 και K=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι ίδια με την προηγούμενη κατάσταση.
Όταν J=0 και K=1, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q=0.
Όταν J=1 και K=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι Q=1.
Όταν J=1 και K=1, τότε η κατάσταση του flip-flop αντιστρέφεται, δηλαδή η επόμενη κατάσταση είναι η συμπληρωματική της προηγούμενης κατάστασης.

Όταν J=1 και K=1 και οι παλμοί του ρολογιού (CP=1) έχουν μεγάλη χρονική διάρκεια, τότε η κατάσταση του flip-flop αφού αντιστραφεί μία φορά, αντιστρέφεται συνεχώς σε όλη τη διάρκεια του παλμού του ρολογιού (δηλαδή μέχρι να γίνει CP=0).

Αυτός ο ανεπιθύμητος τρόπος λειτουργίας αποφεύγεται αν οι παλμοί του ρολογιού έχουν χρονική διάρκεια μικρότερη από τον χρόνο διάδοσης των σημάτων από τις εισόδους στις εξόδους του flip-flop.

Ο χαρακτηριστικός πίνακας του J-K flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα.5.

Πίνακας.5 Χαρακτηριστικός Πίνακας J-K flip-flop

Q(n)	J	K	Q(n+1)
0	0	0	0
0	0	1	0		J	K	Q(n+1)
0	1	0	1		0	0	Q(n)
0	1	1	1	ή	0	1	0
1	0	0	1		1	0	1
1	0	1	0		1	1	Q(n)’
1	1	0	1
1	1	1	0

Ο πίνακας διέγερσης του J-K flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα .6.

Πίνακας.6 Πίνακας Διέγερσης J-K flip-flop

J	K	Q(n)	Q(n+1)
0	X	0	0
1	X	0	1
X	1	1	0
X	0	1	1

T FLIP-FLOP

Το όνομα του T flip-flop

Το όνομα του T flip-flop προέρχεται από τη δυνατότητά του να αντιστρέφει (Toggle) την κατάστασή του.

Αν οι είσοδοι του J-K flip-flop συνδεθούν μεταξύ τους, τότε προκύπτει μία παραλλαγή του J-K flip-flop, το T flip-flop.

Το T flip-flop μπορεί να υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα J-K flip-flop με την συνδέοντας τις εισόδους J και K, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7.

Σχήμα 7 T flip-flop

Το γραφικό σύμβολο του T flip-flop φαίνεται στο Σχήμα 8.

Σχήμα .8 Γραφικό σύμβολο του T flip-flop

Η λειτουργία του T flip-flop

Η λειτουργία του T flip-flop περιγράφεται παρακάτω:

1. Όταν T=0, τότε η επόμενη κατάσταση είναι ίδια με την προηγούμενη κατάσταση.

2. Όταν T=1, τότε η κατάσταση του flip-flop αντιστρέφεται, δηλαδή η επόμενη κατάσταση είναι η συμπληρωματική της προηγούμενης κατάστασης.

Ο χαρακτηριστικός πίνακας του T flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα 7.

Πίνακας .7 Χαρακτηριστικός Πίνακας T flip-flop

Q(n)	T	Q(n+1)
0	0	0		T	Q(n+1)
0	1	1		0	Q(n)
1	0	1	ή	1
1	1	0

Ο πίνακας διέγερσης του T flip-flop παρουσιάζεται στον Πίνακα 8.

Πίνακας 8 Πίνακας Διέγερσης T flip-flop

T	Q(n)	Q(n+1)
0	0	0
1	0	1
1	1	0
0	1	1

ΔΙΕΓΕΡΣΗ FLIP-FLOP

Ορισμός

Η κατάσταση ενός μανταλωτή ή ενός flip-flop μεταβάλλεται με την αλλαγή ενός σήματος εισόδου που ονομάζεται διέγερση ή πυροδότηση (trigerring).

Διέγερση ενός μανταλωτή ή ενός flip-flop

Οι μανταλωτές διεγείρονται με την αλλαγή τιμής (λογικού επιπέδου) των σημάτων εισόδου τους. Για να διεγερθεί ο μανταλωτής πρέπει να είναι σε κατάσταση ηρεμίας.

Τα flip-flops διεγείρονται με τους παλμούς του ρολογιού (clock) τους. Οι παλμοί του ρολογιού μπορεί να είναι θετικοί ή αρνητικοί. Μία πηγή θετικών παλμών ρολογιού παραμένει στο “0” κατά το διάστημα μεταξύ παλμών και πάει στο “1” κατά τη διάρκεια του παλμού. Μία πηγή αρνητικών παλμών ρολογιού παραμένει στο “1” κατά το διάστημα μεταξύ παλμών και πάει στο “0” κατά τη διάρκεια του παλμού. Επομένως, και στις δύο περιπτώσεις, υπάρχουν δύο μεταβάσεις του σήματος για κάθε παλμό:

- η μετάβαση από το “0” στο “1” ονομάζεται θετική μετάβαση (Positive Going Transition - PGT) ή μετάβαση ανόδου ή θετική ακμή (positive edge) ή θετικό μέτωπο

- η μετάβαση από το “1” στο “0” ονομάζεται αρνητική μετάβαση (Negative Going Transition - NGT) ή μετάβαση καθόδου ή αρνητική ακμή (negative edge) ή αρνητικό μέτωπο

Οι δύο μεταβάσεις των παλμών του ρολογιού φαίνονται στο Σχήμα 9.

θετικός παλμός				αρνητικός παλμός
1
0

Σχήμα 9 Μεταβάσεις των παλμών του ρολογιού

θετική μετάβαση (κόκκινο) και αρνητική μετάβαση (μπλε)

Οι είσοδοι του flip-flop προετοιμάζουν την αλλαγή κατάστασης του, η οποία πραγματοποιείται με την θετική ή αρνητική ακμή του παλμού του ρολογιού.

Στο Σχήμα 10 παρουσιάζονται τα γραφικά σύμβολα των flip-flops. Το τριγωνάκι στην είσοδο του ρολογιού δείχνει ότι τα flip-flops διεγείρονται με την θετική ακμή του παλμού του ρολογιού ενώ κύκλος πριν το τριγωνάκι δείχνει ότι τα flip-flops διεγείρονται με την αρνητική ακμή του παλμού του ρολογιού.

Σχήμα10 Γραφικά σύμβολα των flip-flops

ΑΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΕΙΣΟΔΟΙ

Ορισμοί

Οι είσοδοι S, R, J, K, D και T των flip-flops που αναλύθηκαν προηγουμένως ονομάζονται σύγχρονες είσοδοι, γιατί η επίδρασή τους στις εξόδους των flip-flops συγχρονίζεται με την είσοδο CP του παλμού του ρολογιού.

Πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα flip-flops διαθέτουν δύο επιπλέον εισόδους που ονομάζονται ασύγχρονες είσοδοι, γιατί η επίδρασή τους στις εξόδους των flip-flops δεν εξαρτάται από τους παλμούς του ρολογιού.

Οι ασύγχρονες είσοδοι καθορίζουν την κατάσταση του flip-flop ανεξάρτητα από τις τιμές των σύγχρονων εισόδων του και χρησιμοποιούνται συνήθως για να τεθούν τα flip-flops σε μία ορισμένη αρχική κατάσταση (θέση ή μηδενισμός) πριν αρχίσει η λειτουργία τους με το ρολόι.

Οι ασύγχρονες είσοδοι είναι:

· η προτοποθέτηση (PRESET) που χρησιμοποιείται για να τίθεται το flip-flop σε κατάσταση θέσης (Q=”1”).

· ο μηδενισμός (CLEAR) που χρησιμοποιείται για να τίθεται το flip-flop σε κατάσταση μηδενισμού (Q=”0”).

Για παράδειγμα, στο Σχήμα 11 φαίνεται το γραφικό σύμβολο του J-K flip-flop με ασύγχρονες εισόδους.

Σχήμα 11 Γραφικό σύμβολο του J-K flip-flop με ασύγχρονες εισόδους

Η λειτουργία του J-K flip-flop με ασύγχρονες εισόδους

Η λειτουργία του J-K flip-flop με ασύγχρονες εισόδους περιγράφεται παρακάτω:

Όταν PRESET=1 και CLEAR=1 τότε οι ασύγχρονες είσοδοι είναι απενεργοποιημένες (τα κυκλάκια στις ασύγχρονες εισόδους σημαίνουν ότι αυτές ενεργοποιούνται με λογική κατάσταση “0”) και οι έξοδοι του flip-flop ανταποκρίνονται στις σύγχρονες εισόδους J και K καθώς και στους παλμούς του ρολογιού CP, δηλαδή πραγματοποιείται η λειτουργία χρονισμού.
Όταν PRESET=“0” και CLEAR=“1”, τότε το flip-flop τίθεται σε κατάσταση θέσης (Q=1).
Όταν PRESET=“1” και CLEAR=“0”, τότε το flip-flop τίθεται σε κατάσταση μηδενισμού (Q=0).
Δεν πρέπει να είναι ταυτόχρονα PRESET=“0” και CLEAR=“0”.

Στον Πίνακα.9 παρουσιάζεται ο Πίνακας Λειτουργίας του J-K flip-flop με ασύγχρονες εισόδους όπου συνοψίζεται η λειτουργία του.

Πίνακας 9 Πίνακας Λειτουργίας του J-K flip-flop με ασύγχρονες εισόδους

PRESET	CLEAR	Λειτουργία flip-flop
0	0	Μη χρησιμοποιούμενη
0	1	Θέση (Q=1)
1	0	Μηδενισμός (Q=0)
1	1	Λειτουργία Χρονισμού

ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ FLIP-FLOPS

Στα ολοκληρωμένα κυκλώματα της οικογένειας TTL υπάρχουν αρκετά ολοκληρωμένα κυκλώματα flip-flops, όπως είναι τα ακόλουθα:

- το ολοκληρωμένο κύκλωμα 7474 είναι D flip-flop

- τα ολοκληρωμένα κυκλώματα 7473, 7476 και 74112 είναι J-K flip-flops

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα 7474

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα 7474 περιέχει δύο (2) D flip-flops με ασύγχρονες εισόδους και παρουσιάζεται στο Σχήμα 12.

Vcc	CLR2	D2	CLK2	PR2	Q2
14	13	12	11	10	9	8


			7474


1	2	3	4	5	6	7
CLR1	D1	CLK1	PR1	Q1		GND

Σχήμα 12 Το ολοκληρωμένο κύκλωμα 7474

Τα flip-flops του Ο.Κ. 7474 διεγείρονται με τη θετική ακμή (PGT) του παλμού του ρολογιού τους: CLK1 (pin 3) για το ένα flip-flop και CLK2 (pin 11) για το άλλο flip-flop.

Τα flip-flops έχουν ασύγχρονες εισόδους PRESET και CLEAR: PR1 (pin 4) και CLR1 (pin 1) για το ένα flip-flop και PR2 (pin 10) και CLR2 (pin 13) για το άλλο flip-flop.

Ο Πίνακας Λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος 7474 παρουσιάζεται στον Πίνακα 10.

Πίνακας 10 Πίνακας Λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος 7474

PR	CLR	CLK	D	Q
0	1	X	X	1	0
1	0	X	X	0	1
0	0	X	X	1*	1*
1	1	á	1	1	0
1	1	á	0	0	1
1	1	0	X

Το σύμβολο á δείχνει ότι το flip-flop διεγείρεται με τη θετική ακμή του παλμού του ρολογιού του.

* Η έξοδος δεν παραμένει σταθερή όταν η ασύγχρονη είσοδος PRESET και/ή η ασύγχρονη είσοδος CLEAR απενεργοποιηθεί (λογικό “1”).

είναι η προηγούμενη κατάσταση του flip-flop (πριν την εφαρμογή της εισόδου D).

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα 74112

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα 74112 περιέχει δύο (2) J-K flip-flops με ασύγχρονες εισόδους και παρουσιάζεται στο Σχήμα 13.

Vcc	CLR1	CLR2	CLK2	K2	J2	PR2	Q2
16	15	14	13	12	11	10	9


			74112


1	2	3	4	5	6	7	8
CLK1	K1	J1	PR1	Q1			GND

Σχήμα 13 Το ολοκληρωμένο κύκλωμα 74112

Τα flip-flops του Ο.Κ. 74112 διεγείρονται με την αρνητική ακμή (NGT) του παλμού του ρολογιού τους: CLK1 (pin 1) για το ένα flip-flop και CLK2 (pin 13) για το άλλο flip-flop.

Τα flip-flops έχουν ασύγχρονες εισόδους PRESET και CLEAR: PR1 (pin 4) και CLR1 (pin 15) για το ένα flip-flop και PR2 (pin 10) και CLR2 (pin 14) για το άλλο flip-flop.

Ο Πίνακας Λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος 74112 παρουσιάζεται στον Πίνακα 11.

Πίνακας 11 Πίνακας Λειτουργίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος 74112

PR	CLR	CLK	J	K	Q
0	1	X	X	X	1	0
1	0	X	X	X	0	1
0	0	X	X	X	1*	1*
1	1	â	0	0
1	1	â	1	0	1	0
1	1	â	0	1	0	1
1	1	â	1	1	Toggle
1	1	1	X	X

Το σύμβολο â δείχνει ότι το flip-flop διεγείρεται με την αρνητική ακμή του παλμού του ρολογιού του.

είναι η προηγούμενη κατάσταση του flip-flop (πριν την εφαρμογή των εισόδων J και K).

Toggle: η κατάσταση του flip-flop αντιστρέφεται, δηλαδή η επόμενη κατάσταση είναι η συμπληρωματική της προηγούμενης.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

1. Το flip-flop είναι ένα κύκλωμα που μπορεί να διατηρηθεί σε μία κατάσταση έως ότου κάποιο κατάλληλο σήμα εισόδου το κάνει να αλλάξει κατάσταση (αποθήκευση 1 bit πληροφορίας).

2. Ο λόγος που υπάρχουν διάφοροι τύποι flip-flops είναι ότι οι δυαδικές πληροφορίες μπορούν να τοποθετηθούν στο flip-flop με διάφορους τρόπους.

3. Σε ένα ασύγχρονο ακολουθιακό κύκλωμα τα στοιχεία μνήμης είναι μανταλωτές. Σε ένα σύγχρονο ακολουθιακό κύκλωμα τα στοιχεία μνήμης είναι flip-flops.

Οι πλέον συχνά χρησιμοποιούμενοι τύποι μανταλωτών είναι οι ακόλουθοι:

- μανταλωτής με πύλες NAND

- μανταλωτής με πύλες NOR

Οι πλέον συχνά χρησιμοποιούμενοι τύποι flip-flops είναι οι ακόλουθοι:

- R-S flip-flop

- D flip-flop

- J-K flip-flop

- T flip-flop

4. Το βασικό κύκλωμα ενός μανταλωτή μπορεί να υλοποιηθεί με δύο πύλες NAND ή με δύο πύλες NOR. Αυτός ο τύπος flip-flop ονομάζεται R-S flip-flop άμεσης σύζευξης (direct-coupled R-S flip-flop) ή μανταλωτής SR (SR latch).

5. Η κατάσταση ενός flip-flop μεταβάλλεται με μία στιγμιαία αλλαγή ενός σήματος εισόδου που ονομάζεται διέγερση (trigerring).

ð Οι μανταλωτές διεγείρονται με την αλλαγή τιμής (λογικού επιπέδου) των σημάτων εισόδου τους. Για να διεγερθεί ο μανταλωτής πρέπει να είναι σε κατάσταση ηρεμίας.

ð Τα flip-flops διεγείρονται με τους παλμούς του ρολογιού (clock) τους. Οι παλμοί του ρολογιού μπορεί να είναι θετικοί ή αρνητικοί.

6. Οι είσοδοι S, R, J, K, D και T των flip-flops ονομάζονται σύγχρονες είσοδοι γιατί η επίδρασή τους στις εξόδους των flip-flops συγχρονίζεται με την είσοδο CP του παλμού του ρολογιού.

7. Οι είσοδοι PRESET και CLEAR των flip-flops ονομάζονται ασύγχρονες είσοδοι και καθορίζουν την κατάσταση του flip-flop ανεξάρτητα από τις τιμές των σύγχρονων εισόδων του.

Έλεγχος γνώσεων

1. Τι είναι το flip-flop;

2. Ποιους τύπους flip-flops γνωρίζετε;

3. Περιγράψετε τη λειτουργία του R-S flip-flop

4. Να δώσετε το σχηματικό διάγραμμα και το χαρακτηριστικό πίνακα flip-flop τύπου RS (Reset-Set) θετικής ακμής.

5. Περιγράψετε τη λειτουργία του D flip-flop

6. Ένα delay flip-flop ονομάζεται και …………….(D, T) τύπου flip-flop

7. Ένα T τύπου flip-flop ονομάζεται και …………………(toggle, truth-table) flip-flop.

8. Σχεδιάστε ένα λογικό διάγραμμα που να δείχνει πως θα συνδέσουμε ένα J-K flip-flop σαν T flipflop

9. Σχεδιάστε το λογικό διάγραμμα που να δείχνει πως θα συνδέσουμε ένα J-K flip-flop και ένα D flip-flop

10. Σχεδιάσετε το σχηματικό διάγραμμα, το χαρακτηριστικό πίνακα και τον πίνακα διέγερσης του D flip-flop

11. Σε ένα D flip-flop, το ψηφίο δεδομένων στην είσοδο D καθυστερεί……(0, l, 2, 3, 4) παλμό(ους) στην έξοδο………. (Q, Q’).

12. Η επόμενη κατάσταση του R-S flip-flop είναι Q=0, όταν S=1 και R=0 ΣΩΣΤΟ ή ΛΑΘΟΣ

13. Αναφερόμενοι στο παρακάτω σχήμα:

Ø Γράψτε τις δυαδικές εξόδους Q για κάθε ένα από τους οκτώ παλμούς.

Ø Γράψτε τις καταστάσεις λειτουργίας του για τους οκτώ παλμούς.

Ø To Flip-Flop διεγείρεται από το………………… (θετικό, αρνητικό) άκρο του παλμού ωρολογίου.

14. Αναφερόμενοι στο παρακάτω σχήμα:

Ø Γράψτε τις δυαδικές εξόδους Q για κάθε ένα από τους οκτώ παλμούς.

Ø Γράψτε τις καταστάσεις λειτουργίας του για τους οκτώ παλμούς.

Ø To Flip-Flop διεγείρεται από το………………… (θετικό, αρνητικό) άκρο του παλμού ωρολογίου.

15. Να σχεδιαστεί η κυματομορφή εξόδου του D flip-flop (με Q=1 στη χρονική στιγμή t_o=0), όταν δίνονται οι παρακάτω κυματομορφές εισόδων ενός D flip-flop που διεγείρεται με την αρνητική ακμή του παλμού του ρολογιού:

16. Αν ο παλμός εισόδου είναι CP=0, τότε το D flip-flop δεν μπορεί να αλλάξει κατάσταση, ανεξάρτητα από την τιμή της εισόδου D. ΣΩΣΤΟ ή ΛΑΘΟΣ

17. Να σχεδιαστεί η κυματομορφή εξόδου του D flip-flop (με Q=1 στη χρονική στιγμή t_o=0), όταν δίνονται οι παρακάτω κυματομορφές εισόδων ενός D flip-flop που διεγείρεται με την θετική ακμή του παλμού του ρολογιού:

18. Περιγράψετε τη λειτουργία του J-K flip-flop

19. Σχεδιάσετε το σχηματικό διάγραμμα, το χαρακτηριστικό πίνακα και τον πίνακα διέγερσης του J-K flip-flop

20. Η κατάσταση του J-K flip-flop αντιστρέφεται, όταν J=1 και K=1 ΣΩΣΤΟ ή ΛΑΘΟΣ

21. Δίνονται οι κυματομορφές εισόδων ενός J-K flip-flop που διεγείρεται με τη θετική ακμή του παλμού του ρολογιού στο παρακάτω σχήμα. Να σχεδιαστεί η κυματομορφή εξόδου του J-K flip-flop (με Q=l στην χρονική στιγμή to=O).

22. Περιγράψετε τη λειτουργία του Τ flip-flop

23. Σχεδιάσετε το σχηματικό διάγραμμα, το χαρακτηριστικό πίνακα και τον πίνακα διέγερσης του Τ flip-flop

24. Η κατάσταση του T flip-flop αντιστρέφεται, όταν T=0 ΣΩΣΤΟ ή ΛΑΘΟΣ

25. Να εξηγήσετε τι σημαίνει διέγερση ενός μανταλωτή ή ενός flip-flop. Να εξηγήσετε τον τρόπο διέγερσης των μανταλωτών και των flip-flops.

26. Ποια είναι η βασική διαφορά ανάμεσα στις σύγχρονες και τις ασύγχρονες εισόδους ενός flip-flop.

27. Τα αρνητικού-τέλους-διεγειρόμενα flip-flop μεταφέρουν δεδομένα εισόδου στις εξόδους στο…………………(θετικό, αρνητικό) τέλος του παλμού ωρολογίου.

28. Τα θετικού τέλους διεγειρόμενα flip-flop μεταφέρουν δεδομένα εισόδου στις εξόδους κατά την μετάβαση από………….. (Η -σε- L ή L -σε- H) του παλμού ωρολογίου.

29. Όταν οι ασύγχρονες είσοδοι ενός J-K flip-flop, που ενεργοποιούνται με λογικό «0», είναι PRESET=0 και CLEAR=1, τότε το flip-flop τίθεται:

α) σε κατάσταση θέσης (Q=1)

β) σε κατάσταση μηδενισμού (Q=0)

21. Να σχεδιαστεί η κυματομορφή εξόδου του J-K flip-flop (με Q=1 στη χρονική στιγμή to=0), όταν δίνονται οι παρακάτω κυματομορφές εισόδων ενός J-K flip-flop που διεγείρεται με την αρνητική ακμή του παλμού του ρολογιού και με ασύγχρονες εισόδους:

Κυριακή 23 Μαρτίου 2014

FLIP-FLOP