Digitale Schaltungstechnik/ Flipflop/ T-Flipflop/ bedingtes Toggeln

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Titelseite
  1. Einleitung
  2. RS-Flipflop
    1. Aufbau mit NOR
    2. Aufbau mit NAND
    3. Blockschaltbild
    4. Wahrheitstabelle
    5. Impulsdiagramm
    6. weiteres
    7. Zusammenfassung
  3. Taktzustandgesteuertes RS-Flipflop
    1. Herleitung
    2. Wahrheitstabelle
    3. Zusammenfassung
  4. Taktzustandgesteuertes D-Flipflop
    1. Herleitung
    2. Wahrheitstabelle
    3. Zusammenfassung
  5. Taktflankengesteuertes D-Flipflop
    1. Herleitung
    2. Wahrheitstabelle
    3. Auflockerung
    4. Zusammenfassung
  6. T-Flipflop
    1. Herleitung
    2. Wahrheitstabelle
    3. bedingtes Toggeln
    4. Zusammenfassung
  7. JK-Flipflop
    1. Herleitung
    2. Unterschiede zur RS
    3. Zusammenfassung
  8. beidflanken gesteuertes JK-Flipflop
    1. Herleitung
    2. Zusammenfassung
  9. Ersatzschaltung
  10. Ersatzschaltungen mit JK Flipflop
  11. weitere Eingänge

Motivation[Bearbeiten]

Nehmen wir nun etwas vorweg, um die Systematik der Flipflop hier fortsetzen zu können:

Speicherschaltungen werden in zwei Klassen unterteilt: Asynchrone und Synchrone. Für erste ist nur Wichtig, dass bei Synchronen Schaltungen alle Speicherelemente (also letztlich Flipflops) am selben Takt hängen.

Nun, wenn wir mehrere unsere T-Flipflops an den gleichen Takt hängen ist das ganze sehr witzlos: Alle wechseln gleichzeitig und ohne weitere Bedienungen einfach den Ausgangszustand, machen also genau das selbe.

Nun, um auch T-Flipflops in Synchronen Schaltungen einsetzen zu können, müssen wir das Toggeln steuern können.

Das ist nun die Motivation, was wir mit unserem Flipflop anstellen wollen.

Zerlegung des T-Flipflops[Bearbeiten]

Beschreibung Beziehung Schaltung
Nun betrachten wir unser jetziges Toggle Flipflop: Flipflop T0.svg
So ohne weiteres können wir das, was wir wollen, nicht implementieren, wir müssen unser Flipflop wieder auseinander nehmen Flipflop T3.svg
Auch jetzt ist der Rückkopplungspfad noch nicht vollständig offen, also müssen wir noch einen Schritt weiter gehen:
Flipflop D0.svg
=
Flipflop D2.svg
Flipflop T2.svg
Nun, das Schema das wir jetzt haben stimmt, ist aber noch etwas unelegant: Wir haben eine Negation am Reset Eingang, obwohl wir sowohl das nicht-Negierte als auch das Negierte Signal bereits haben.

Nach etwas Tüfteln kommt man auf folgende Schaltung:

Flipflop T2-2.svg
Zu beachten: Der Negierte Ausgang und der Nicht Negierte Ausgang haben den Platz getauscht.

Bisher haben den Nicht Negierten Ausgang immer oben gehabt, aber es gibt keine Regel die uns verbietet das bei Bedarf zu tauschen.

Implementation[Bearbeiten]

Wenn das Toggeln gesteuert werden soll, lässt sich das über einen weiteren Eingang realisieren.

Flipflop T4.svg

Wahrheitstabelle[Bearbeiten]

Um an die Wahrheitstabelle zu gelangen gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder wir analysieren das Schema oder wir ergänzen einfach die Wahrheitstabelle der Grundvariante.

Da die Schaltung schwierig lesbar ist, zu gleich aber der Eingriff in die Wahrheitstabelle einfach und vor allem anschaulich ist, wählen wir diesen Weg.

Beginnen wir mit der Wahrheitstabelle des normalen T-Flipflops:
Wahrheitstabelle
C Q
/
Daraus ergibt sich durch Erweiterung mit dem T-Eingang

die Wahrheitstabelle des steuerbaren T-Flipflops:

Wahrheitstabelle
C T Q
/ 0
/ 1