Digital-Technik. Grundlagen und Anwendungen. Teil IV

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Gundi Hofmann
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1 Digital-Technik Grundlagen und Anwendungen Teil IV

2 Übersicht Zeitabhängige binäre Schaltungen 10.1 B i s t a b i l e Kippstufen (Flipflops) 10.2 Zeitablaufdiagramme M o n o s t a b i l e K i p p s t u f e n 10.4 Verzö g e r u n g s g l i e d e r 11 Anwendungsschaltungen Z ä h l e r R e g i s t e r

3 10 Zeitabhängige binäre Schaltungen 10 Zeitabhängige binäre Schaltungen 10.1 B i s t a b i l e Kippstufen (Flipflops) 10.2 Zeitablaufdiagramme M o n o s t a b i l e K i p p s t u f e n 10.4 Verzö g e r u n g s g l i e d e r

4 10.1 Flipflops (i) Flipflops sind bistabile K i p p g l i e d e r, d i e e i n e Speicherwirkung besitzen. S i e w e r d e n ü berwiegend als integrierte Schaltungen h e r g e s t e l l t. Man unterscheidet Flipflops mit: s t a t i s c h e n E i n g ä n g e n ( t a k t z u s t a n d s g e s t e u e r t ) dynamischen Eingä ngen (taktflankengesteuert)

S i e w e r d e n ü berwiegend als integrierte Schaltungen h e r g e s t e l l t.

5 10.1 Flipflops (ii) Darstellung von Flipflops mit statischen Eingä n g e n n a c h D I N b z w neuere Form ä ltere Form vordefinierter A u s g a n g s z u s t a n d n a c h d e m E i n s c h a l t e n

6 10.1 Flipflops (iii) D a r s t e l l u n g v o n F l i p f l o p s m i t d y n a m i s c h e n E i n gä n g e n

7 10.1 Flipflops (IV) G e g e n ü berstellung statischer- u n d d y n a m i s c h e r E i n g ä n g e

8 10.1 Flipflops (V) F l i p f l o p s k ö nnen mehrere Eingä n g e h a b e n, d i e m i t e i n a n d e r verknü p f t s i n d.

9 10.1 Flipflops (VI) F ü r die Verknü pfung der Eingä n g e g i l t f o l g e n d e Abh ä n g i g k e i t s - Notation. B e i s t e u e r n d e n E i n g ä n g e n s t e h t d i e K e n n z a h l n a c h d e m B u c h s t a b e n. B e i g e s t e u e r t e n E i n g ä ngen steht die Kennzahl vor dem B u c h s t a b e n.

10 10.1 Flipflops (VII) Die Verknü p f u n g d e r E i n g ä n g e k a n n u n t e r s c h i e d l i c h d a r g e s t e l l t w e r d e n.

11 10.1 Flipflops (VIII) D u r c h d i e s o g. D o m i n i e r e n d e n E i n g ä n g e w i r d e i n e bestimmte Bevorzugung (Prioritä t ) a u s g e d rü c k t.

12 10.1 Flipflops (IX) Ein n i c h t -taktgesteuertes NOR- F l i p f l o p ( NOR- Latch) k a n n aus zwei NOR- G l i e d e r n a u f g e b a u t w e r d e n.

13 10.1 Flipflops (X) Ein n i c h t -taktgesteuertes N A N D- F l i p f l o p ( NAND- L a t c h ) kann aus zwei N A N D- Gliedern a u f g e b a u t w e r d e n.

14 10.1 Flipflops (XI) D u r c h s p e z i e l l e B e s c h a l t u n g d e r NAND- L a t c h - E i n g ä n g e erh ä lt man das SR- S p e i c h e r- Flipflop.

15 10.1 Flipflops (XII) Durch Vorschalten zweier UND- G l i e d e r e n t s t e h t e i n taktzustandsgesteuertes SR- F l i p f l o p.

16 10.1 Flipflops (XIII) F ü r ein taktzustandsgesteuertes SR- F l i p f l o p w i r d d i e W a h r h e i t s t a b e l l e i n d e n Z e i t p u n k t t n ( v o r d e m T a k t i m p u l s ) u n d den Zeitpunkt tn+1 (nach dem Taktimpuls) unterteilt.

17 10.1 Flipflops (XIV) U m d e n v e r b o t e n e n F a l l R = 1 u n d S = 1 z u u m g e h e n, i s t e i n e b e s o n d e r e E i n g a n g s b e s c h a l t u n g n ötig. (dominierender R- E i n g a n g ).

18 10.1 Flipflops (XV) Das D- F l i p f l o p ( Delay- F l i p f l o p) d i e n t d a z u, d a s E i n g a n g s s i g n a l s o l a n g e z u v e r z ö g e r n, b i s d a s T a k t s i g n a l a n l i e g t.

19 10.1 Flipflops (XVI) M i t T a k t f l a n k e n s t e u e r u n g w e r d e n F l i p f l o p s s y n c h r o n geschaltet und die St ö r s i c h e r h e i t w i r d g rö ß er.

20 10.1 Flipflops (XVII) F ü r taktflankengesteuerte SR- F l i p f l o p s g i l t d i e g l e i c h e W a h r h e i t s t a b e l l e w i e f ü r z u s t a n d s g e s t e u e r t e.

21 10.1 Flipflops (XVIII) D a s T- F l i p f l o p ( T r i g g e r- oder T o g g l e - Flipflop ) kippt bei jeder s t e u e r n d e n T a k t f l a n k e i n e i n e n a n d e r e n Z u s t a n d.

22 10.1 Flipflops (XIX) Das JK- F l i p f l o p gilt als Universal- Flipflop, da es die Vorteile d e r a n d e r e n S R- Flipflops vereint. (Speichern und im v e r b o t e n e n F a l l t o g g l e n b z w. k i p p e n ).

23 10.1 Flipflops (XX) Taktflankengesteuerte D - F l i p f l o p s a r b e i t e n g e n a u w i e t a k t z u s t a n d s g e s t e u e r t e. H i e r k a n n d i e S t e u e r u n g a l l e r d i n g s ü b e r d i e a n s t e i g e n d e - oder die abfallende Flanke funktionieren.

24 10.1 Flipflops (XXI) Aufbau und Schaltzeichen von zweiflankengesteuerten SR- Master- Slave u n d JK- M a s t e r- Slave- F l i p f l o p s.

25 10.2 Zeitablaufdiagramme (i) Zeitablaufdiagramm eines SR- F l i p f l o p s.

26 10.2 Zeitablaufdiagramme (ii) Zustandsgesteuertes SR - Flipflop mit d o m. R- E i n g a n g.

27 10.2 Zeitablaufdiagramme (iii) Taktflankengesteuertes SR- F l i p f l o p m i t d o m. R-E i n g a n g.

28 10.2 Zeitablaufdiagramme (iv) E i n f l a n k e n g e s t e u e r t e s JK- F l i p f l o p.

29 10.2 Zeitablaufdiagramme (iv) Zweiflankengesteuertes JK- Master- Slave- F l i p f l o p.

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