Das J-K-Flip-Flop

Eine weitere Variation eines Themas bistabiler Multivibratoren ist das J-K-Flip-Flop. Im Wesentlichen ist dies eine modifizierte Version eines S-R-Flipflops ohne „ungültigen“ oder „illegalen“ Ausgangszustand. Sehen Sie sich das folgende Diagramm genau an, um zu sehen, wie dies erreicht wird:

Die J- und K-Eingänge

Was früher die S- und R-Eingänge waren, werden jetzt als J- bzw. K-Eingänge bezeichnet. Die alten UND-Gatter mit zwei Eingängen wurden durch UND-Gatter mit drei Eingängen ersetzt, und der dritte Eingang jedes Gatters erhält Feedback von den Q- und Nicht-Q-Ausgängen.

Für uns bedeutet dies, dass der J-Eingang nur wirksam wird, wenn die Schaltung zurückgesetzt wird, und dass der K-Eingang nur wirksam ist, wenn die Schaltung eingestellt wird.

Mit anderen Worten, die beiden Eingänge sind verriegelt , um einen logischen Begriff für Relais zu verwenden, damit nicht beide gleichzeitig aktiviert werden können.

Wenn die Schaltung „gesetzt“ ist, wird der J-Eingang durch den 0-Status von nicht-Q durch das untere UND-Gatter gesperrt; Wenn die Schaltung „zurückgesetzt“ ist, wird der K-Eingang durch den 0-Zustand von Q durch das obere UND-Gatter gesperrt.

Wenn jedoch sowohl der J- als auch der K-Eingang 1 sind, passiert etwas Einzigartiges. Aufgrund der selektiven Sperrwirkung dieser UND-Gatter mit 3 Eingängen sperrt ein "gesetzter" Zustand den Eingang J, so dass das Flip-Flop so wirkt, als ob J =0 wäre, während K =1 wäre, obwohl tatsächlich beide 1 sind.

Beim nächsten Takt schalten die Ausgänge („toggle“) von Set (Q=1 und nicht-Q=0) auf Reset (Q=0 und nicht-Q=1). Umgekehrt sperrt ein "Reset"-Zustand den Eingang K, so dass das Flip-Flop so wirkt, als ob J=1 und K=0 wären, obwohl beide tatsächlich 1 sind. Der nächste Taktimpuls schaltet die Schaltung wieder von Reset auf Set um.

Logische Sequenz von J-K Flip-Flop

Sehen Sie, ob Sie dieser logischen Sequenz mit dem Leiterlogik-Äquivalent des J-K-Flipflops folgen können:

Das Endergebnis ist, dass der „ungültige“ Zustand des SR-Flipflops eliminiert wird (zusammen mit der dadurch erzeugten Race-Condition) und wir als Bonus eine nützliche Funktion erhalten:die Möglichkeit, bei jedem Übergang zwischen den beiden (bistabilen) Ausgangszuständen umzuschalten des Clock-Eingangssignals.

Es gibt keinen J-K-Latch, nur J-K-Flip-Flops. Ohne die Flankentriggerung des Takteingangs würde die Schaltung ständig zwischen ihren beiden Ausgangszuständen hin- und herschalten, wenn sowohl J als auch K hoch gehalten werden (1), was sie unter diesen Umständen zu einem astabilen statt zu einem bistabilen Gerät macht.

Wenn wir den bistabilen Betrieb für alle Kombinationen von Eingabezuständen beibehalten wollen, müssen wir Verwenden Sie Flankentriggerung, damit es nur umschaltet, wenn wir es sagen, einen Schritt (Taktimpuls) nach dem anderen.

Das Blocksymbol für J-K-Flipflops

Das Blocksymbol für ein JK-Flip-Flop ist viel weniger erschreckend als seine interne Schaltung, und genau wie die SR- und D-Flip-Flops gibt es JK-Flip-Flops in zwei Taktvarianten (negative und positive flankengetriggert):

RÜCKBLICK:

• Ein J-K-Flip-Flop ist nichts anderes als ein S-R-Flip-Flop mit einer zusätzlichen Feedback-Ebene. Diese Rückkopplung aktiviert selektiv einen der beiden Set/Reset-Eingänge, so dass sie nicht beide ein aktives Signal an die Multivibratorschaltung übertragen können, wodurch der ungültige Zustand beseitigt wird.
• Wenn sowohl der J- als auch der K-Eingang aktiviert sind und der Takteingang gepulst ist, tauschen die Ausgänge (Q und nicht-Q) den Status aus. Das heißt, die Schaltung wird umschalten von einem gesetzten Zustand in einen zurückgesetzten Zustand oder umgekehrt.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• J-K Flip-Flops-Arbeitsblatt