Asynchrone Flip-Flop-Eingaben

Die normalen Dateneingänge eines Flip-Flops (D, S und R oder J und K) werden als synchrone Eingänge bezeichnet, weil sie auf die Ausgänge (Q und nicht-Q) nur im Schritt oder synchron mit wirken die Taktsignalübergänge.

Diese zusätzlichen Eingänge, auf die ich Sie jetzt aufmerksam mache, werden als asynchron bezeichnet, da sie das Flip-Flop unabhängig vom Status des Taktsignals setzen oder zurücksetzen können. Normalerweise werden sie als voreingestellt und klar bezeichnet:

Wenn der Preset-Eingang aktiviert wird, wird das Flip-Flop gesetzt (Q=1, nicht-Q=0), unabhängig von einem der synchronen Eingänge oder dem Takt. Wenn der Clear-Eingang aktiviert ist, wird das Flip-Flop zurückgesetzt (Q=0, nicht-Q=1), unabhängig von den synchronen Eingängen oder dem Takt.

Was passiert also, wenn sowohl Preset- als auch Clear-Eingänge aktiviert sind? Überraschung, Überraschung:Wir erhalten einen ungültigen Zustand am Ausgang, wobei Q und nicht-Q in den gleichen Zustand gehen, den gleichen Zustand wie unser alter Freund, der S-R-Latch! Preset- und Clear-Eingänge werden verwendet, wenn mehrere Flip-Flops zusammengeschaltet werden, um eine Funktion an einem Multi-Bit-Binärwort auszuführen, und eine einzige Leitung benötigt wird, um sie alle auf einmal zu setzen oder zurückzusetzen.

Asynchrone Eingänge können ebenso wie synchrone Eingänge so konfiguriert werden, dass sie aktiv-hoch oder aktiv-niedrig sind. Wenn sie aktiv-niedrig sind, befindet sich an dieser Eingangsleitung des Blocksymbols eine invertierende Blase, genau wie bei den Takteingängen mit negativer Flankentriggerung.

Manchmal werden die Bezeichnungen „PRE“ und „CLR“ mit Inversionsbalken darüber angezeigt, um die negative Logik dieser Eingänge weiter zu kennzeichnen:

RÜCKBLICK:

• Asynchron Eingänge an einem Flip-Flop haben die Kontrolle über die Ausgänge (Q und nicht-Q) unabhängig vom Status des Takteingangs.
• Diese Eingaben werden als Voreinstellung bezeichnet (PRE) und frei (CLR). Der Preset-Eingang treibt das Flip-Flop in einen Set-Zustand, während der Clear-Eingang es in einen Reset-Zustand treibt.
• Es ist möglich, die Ausgänge eines J-K-Flip-Flops mit den asynchronen Eingängen in einen ungültigen Zustand zu treiben, da alle Rückkopplungen innerhalb der Multivibratorschaltung überschrieben werden.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Zähler-Arbeitsblatt
• Flip-Flop-Schaltungen - Asynchrones Arbeitsblatt