9 Flipflops (FF) Basis-FF. (Auffang-FF, Latch) praxis verstehen chancen erkennen zukunft gestalten 9-1



Ähnliche Dokumente
2.5.1 Das Basis-Flipflop

Flip Flops allgemein - Digitale Signalspeicher

Digitaltechnik II SS 2007

Grundtypen Flip-Flops

Grundtypen Flip-Flops

Übung 1 RS-FFs mit NOR- oder NAND-Gattern

Schaltungen Jörg Roth 197

- Strukturentwurf elementarer Rechenwerke - Grund-Flipflop (RS-Flipflop) - Register, Schieberegister, Zähler

Zu DT Übung 11.1 FF oben links. (Lösungsvorschlag)

Praktikum Digitaltechnik

Grundlagen der Informatik 2. Grundlagen der Digitaltechnik. 5. Digitale Speicherbausteine

Versuch 3: Sequenzielle Logik

Eigenschaften von Zählerschaltungen (1) 1 1. Richtung

Einteilung der Kippschaltungen (Schaltwerke) (=Flipflops)

Digital-Technik. Grundlagen und Anwendungen. Teil IV

III. Asynchrone und synchrone Schaltwerke

Computertechnik Schaltwerke, Sequentielle Schaltungen. Flip-Flops (FF) Flip-Flops (FF) Dr. Wolfgang Koch

Elektrische Logigsystem mit Rückführung

1. Speicherbausteine JK-RS-Master-Slave-Flip-Flop

Speicherung von Signalen - Flipflops, Zähler, Schieberegister

FAKULTÄT FÜR INFORMATIK

Flipflops. asynchron: Q t Q t+t

Oliver Liebold. NAND (negierte Undverknüpfung) L L H L H H H L H H H L

5. Schaltwerke und Speicherelemente S Q

5. Schaltwerke und Speicherelemente

5. Flipflops. 5.1 Nicht-taktgesteuerte Flipflops NOR-Flipflop. Schaltung: zur Erinnerung: E 1 A 1 A 2 E 2.

Simulation LIF5000. Abbildung 1

Aufgabensammlung. a) Berechnen Sie den Basis- und Kollektorstrom des Transistors T 4. b) Welche Transistoren leiten, welche sperren?

Praktikum Grundlagen der Elektronik

10. Elektrische Logiksysteme mit

Füllstandsregelung. Technische Informatik - Digitaltechnik II

Schaltwerke Schaltwerk

Aufbau eines Digitalzählers

Sequentielle Schaltungen (10a)

Technische Informatik Basispraktikum Sommersemester 2001

Fachrichtung Mess- und Regelungstechniker

9 Multiplexer und Code-Umsetzer

Rechnerarchitektur. Zustand Anzeige Untergeschoss U Erdgeschoss E 1. Stock 1

Dokumentenverwaltung im Internet

Protokoll zu Grundelemente der Digitaltechnik

Wintersemester 2001/2002. Hardwarepraktikum. Versuch 4: Sequentielle Systeme 1. - Toralf Zemlin - Swen Steinmann - Sebastian Neubert

Hardwarepraktikum WS 1997/98. Versuch 4. Sequentielle Systeme I

Angewandte Physik II: Elektronik

RS-Flip Flop, D-Flip Flop, J-K-Flip Flop, Zählschaltungen

Hardwarearchitekturen und Rechensysteme

Grundlagen der Technischen Informatik. Sequenzielle Netzwerke. Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme. Paul J. Kühn, Matthias Meyer

Professionelle Seminare im Bereich MS-Office

Lehrer: Einschreibemethoden

Lineargleichungssysteme: Additions-/ Subtraktionsverfahren

Zweitdepotfunktionalitäten Applet

Advoware mit VPN Zugriff lokaler Server / PC auf externe Datenbank

Installationsanleitung für Update SC-Line

Synchronisierung. Kommunikationstechnik, SS 08, Prof. Dr. Stefan Brunthaler 73

Anbindung des eibport an das Internet

Deutsches Rotes Kreuz. Kopfschmerztagebuch von:

11. Flipflops NOR-Flipflop. Schaltung: zur Erinnerung: E 1 A 1 A 2 E 2. Funktionstabelle: Fall E 1 E 2 A 1 A

DuE-Tutorien 17 und 18

AGROPLUS Buchhaltung. Daten-Server und Sicherheitskopie. Version vom b

BEDIENUNGSANLEITUNG: EINREICH-TOOL

Anleitung über den Umgang mit Schildern

Dennis S. Weiß & Christian Niederhöfer. Versuchsprotokoll. (Fortgeschrittenen-Praktikum) zu Versuch 15. Digitalelektronik

Wir machen neue Politik für Baden-Württemberg

Arbeit zur Lebens-Geschichte mit Menschen mit Behinderung Ein Papier des Bundesverbands evangelische Behindertenhilfe e.v.

BERECHNUNG DER FRIST ZUR STELLUNGNAHME DES BETRIEBSRATES BEI KÜNDIGUNG

Beherrschungs- und Gewinnabführungsvertrag

Würfelt man dabei je genau 10 - mal eine 1, 2, 3, 4, 5 und 6, so beträgt die Anzahl. der verschiedenen Reihenfolgen, in denen man dies tun kann, 60!.

Infoblatt Lehrer Organisation der Finanzierung und der Buchführung

Institut für Informatik. Aufgaben zum Elektronik - Grundlagenpraktikum. 4. Praktikumskomplex - Schaltungen mit digitalen Speicherschaltkreisen

Ihr Ideen- & Projektmanagement-Tool

Versuch P1-63 Schaltlogik Vorbereitung

2. Übung: Flipflops und Automaten Abteilung Verteilte Systeme, Universität Ulm

Handbuch ECDL 2003 Modul 2: Computermanagement und Dateiverwaltung Der Task-Manager

Downloadfehler in DEHSt-VPSMail. Workaround zum Umgang mit einem Downloadfehler

A. Ersetzung einer veralteten Govello-ID ( Absenderadresse )

7. Bewässerung: Mehrmals pro Woche

Outlook. sysplus.ch outlook - mail-grundlagen Seite 1/8. Mail-Grundlagen. Posteingang

Das sogenannte Beamen ist auch in EEP möglich ohne das Zusatzprogramm Beamer. Zwar etwas umständlicher aber es funktioniert

Installation OMNIKEY 3121 USB

1 Mathematische Grundlagen

)XQNWLRQVWDVWH8PEXFKHQ

Anleitung zum GUI Version 2.x

Local Control Network

Vorbereitung zum Versuch

Arbeitsbereich Technische Aspekte Multimodaler Systeme. Praktikum der Technischen Informatik T1 2. Flipflops. Name:...

BFI Industrie-Elektronik GmbH + Co. KG

Bevor Sie mit dem Wechsel Ihres Sicherheitsmediums beginnen können, sollten Sie die folgenden Punkte beachten oder überprüfen:

SS 2014 Torsten Schreiber

Installation der Eicon Diva PCI Karte unter Windows XP

ACDSee Pro 2. ACDSee Pro 2 Tutorials: Übertragung von Fotos (+ Datenbank) auf einen anderen Computer. Über Metadaten und die Datenbank

Was meinen die Leute eigentlich mit: Grexit?

Durch einen Doppelklick (linke Maustaste) wird das Programm gestartet und es erscheint folgender Bildschirm.

Es gibt nur eine Bilanz die zählt: Ihre Zufriedenheit.

ECO-Manager - Funktionsbeschreibung

Mit dem Tool Stundenverwaltung von Hanno Kniebel erhalten Sie die Möglichkeit zur effizienten Verwaltung von Montagezeiten Ihrer Mitarbeiter.

Kontakte Dorfstrasse 143 CH Kilchberg Telefon 01 / Telefax 01 / info@hp-engineering.com

Einführung in. Logische Schaltungen

White Paper. Fabasoft Folio Zugriffsdefinitionen Winter Release

Wachstum 2. Michael Dröttboom 1 LernWerkstatt-Selm.de

QTrade GmbH Landshuter Allee München Seite 1

Wie Sie mit Mastern arbeiten

Transkript:

9 Flipflops (FF) Digitale chaltungen Unterteilung der Flipflops: Es gibt bistabile, monostabile und astabile Kippstufen. Bistabile FF s werden als Flipflops bezeichnet. FF s weisen zwei stabile Zustände auf und können somit ein Bit speichern. Prinzipiell können FF s in drei Gruppen unterteilt werden: Bezeichnung Basis-FF Einspeicher-FF (Auffang-FF, Latch) Zweispeicher-FF Taktsteuerung - ja ja Zwischenspeicher - - ja Basis-FF s sind die Grundbausteine aller FF s. Im Gegensatz zu Einspeicher-FF s können Zweispeicher-FF s am Eingang bereits einen neuen logischen Wert übernehmen, obwohl am Ausgang noch der alte Wert anliegt. peicher-ff s sind entweder taktzustands- oder taktflankengesteuert. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-

9. Basis-Flipflops Digitale chaltungen Als Basis-FF s werden -Flipflops eingesetzt. ie besitzen einen Eingang zum etzen (et) und einen Eingang zum ücksetzen (eset) des Ausgangszustandes. a) chaltung b) Wahrheitstabelle/ Zustandsfolgetabelle 2 = 2 + (X) (X) 2 + peichern + = Löschen + = etzen + = irregulär + + 2 Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-2

9. Basis-Flipflops Digitale chaltungen Entwurf eines -FF s mit NAND-Gliedern: a) ymbol b) Zustandsfolgetabelle c) Zustandsdiagramm = = = = = = = = = = = = = = + x x peichern Löschen etzen irregulär Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-3

9. Basis-Flipflops d) harakteristische Gleichung Digitale chaltungen + : + = ( X X ) mit der Nebenbedingung = + x x Die Nebenbedingung schließt den irregulären Fall aus! Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-4

9. Basis-Flipflops Digitale chaltungen e) chaltung und ymbol + = ( = & & ) f) Impulsdiagramm Anfangsbedingung setzen löschen speichern speichern Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-5

9. Basis-Flipflops Anwendungsbeispiel: Entprellschaltung + U B Digitale chaltungen Das Prellen der Kontakte entsteht durch die Federkraft der Kontakte, die bei dem Aufeinandertreffen federn und somit den Kontakt mehrmals schließen und wieder öffnen können. Dies führt zu zusätzlichen Impulsen, die unerwünscht sind. Mit der Entprellschaltung wird das Prellen der Kontakte unterdrückt, weil bereits das erste etzen () bzw. Kurzform der Zustandsfolgetabelle: ücksetzen () den Zustandswechsel auslöst. Nach mehrmaligen etzen () bzw. ücksetzen () findet keine erneute Zustandsänderung statt. + U B + X Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-6

9. Basis-Flipflops Digitale chaltungen Verhinderung des irregulären Zustands: Dem -FF wird ein chaltnetz vorgeschaltet, so dass der irreguläre Zustand verhindert wird. etzvorgang chaltnetz * * ücksetzvorgang olche FF s werden als -FF mit etz- bzw. ücksetzvorgang (Löschvorgang) bezeichnet. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-7

9. Basis-Flipflops Digitale chaltungen Entwurf des chaltnetzes zur Verhinderung des irregulären Zustandes: a) Wahrheitstabelle/ Minimierung * * etzvorgang! Aus der Wahrheitstabelle folgt: * * = = = b) chaltung * * Analog dazu gibt es auch noch -Flipflops mit ignalerhalt. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-8

9.2 Flipflops mit Taktsteuerung Digitale chaltungen FF s mit Taktsteuerung unterscheiden sich nach folgenden Eingangstypen: Takteingänge Vorbereitungseingänge (Übernahme mit dem Takt) Direkteingänge (unabhängig vom Takt) Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-9

9.2. Taktzustandsgesteuerte Einspeicher-FF s Digitale chaltungen ) Taktzustandsgesteuertes -FF Hierbei werden die Vorbereitungseingänge über einen Takteingang freigegeben (c: clock). & & 2 ist aktiv low!, : Vorbereitungseingänge 2 passiver Taktzustand = t Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-

9.2. Taktzustandsgesteuerte Einspeicher-FF s 2) -FF mit Direkteingängen Digitale chaltungen Direkteingänge wirken unabhängig vom Takt! D & & * & & * 2 D D 2 D Wenn an einem der beiden direkten Eingänge logisch anliegt, so ist kein getakteter Betrieb möglich. Nur wenn beide direkten Eingänge auf logisch liegen, ist der getaktete Betrieb möglich. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-

9.2. Taktzustandsgesteuerte Einspeicher-FF s Digitale chaltungen Grundsätzlich gilt: Die ignale an den Vorbereitungseingängen dürfen sich nur während des passiven Taktzustandes ändern. Die ignale an den Vorbereitungseingängen werden während des aktiven Zustandes übernommen. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-2

9.2. Taktzustandsgesteuerte Einspeicher-FF s Digitale chaltungen 3) D-FF (Daten-FF) Ein D-FF übernimmt im aktiven Taktzustand den am Dateneingang anliegenden Wert. Zustandsfolgetabelle: harakteristische D D aktiver Taktzustand aktiver Taktzustand D + Gleichung: + =D D D Impulsdiagramm: D t Anfangszustand = Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-3

9.2. Taktzustandsgesteuerte Einspeicher-FF s Anwendungsbeispiele: Digitale chaltungen a) Auffang-FF E E n- chaltnetz D D D D A A m- Die Ausgänge des chaltnetzes werden durch die D-FF s aufgefangen und für eine durch den Takt bestimmte Dauer am Ausgang A bereitgehalten. Hierdurch können Laufzeitunterschiede, verursacht durch das chaltnetz, ausgeglichen werden. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-4

9.2. Taktzustandsgesteuerte Einspeicher-FF s Digitale chaltungen b) ückkopplungsschleife E E n- chaltnetz D ückkopplungsschleifen dieser Art bewirken, dass der Ausgang während des aktiven Taktzustandes mit einer durch die Laufzeit bestimmten Frequenz schwingt. D A A c) Mehrstufige Anordnungen Bei mehrstufigen Anordnungen (erienschaltung der D-FF s) sollte kein Ausgang auf einen Vorbereitungseingang eines mit gleichem Takt gesteuerten FF s gelegt werden. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-5

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s Digitale chaltungen Dieser FF-Typ kann die Daten an den Vorbereitungseingängen bereits übernehmen, obwohl am Ausgang noch die alte gespeicherte Information anliegt. ie werden auch Zwischenspeicher-FF oder Master-lave-FF s genannt. ) -Zweispeicher-FF s Master * * lave Verzögerter (retardierter) Ausgang Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-6

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s Impulsdiagramm eines -Zweispeicher-FF s: Digitale chaltungen * * passiver Taktzustand Verzögerter (retardierter) Ausgang löschen speichern setzen löschen setzen Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-7

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s 2) D-Zweispeicher-FF s Digitale chaltungen D Master D Impulsdiagramm: * * lave D D D : ücksetzeingang wirkt unabhängig vom Takt D * Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-8

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s Digitale chaltungen Fortsetzung des Beispiels zum Geldwechselautomaten: Mit einem Einspeicher- FF kann der Automat nicht realisiert werden, da dies zu Irritationen während des aktiven Zustandes des clock- ignals führen würde. Lösung ist nur mit einem Zweispeicher-FF möglich. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-9

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s Digitale chaltungen 3) JK-Zweispeicher-FF s Das JK-FF hat fast das gleiche Übergangsverhalten wie das -FF (J=, K=). Es tritt allerdings kein irregulärer Zustand für J = K = auf. Mit J=K= wechselt mit jeder aktiven Taktperiode das Ausgangssignal. ymbol: J K J K Verzögerter (retardierter) Ausgang Kurzform Zustandsfolgetabelle: J K + peichern Löschen etzen Wechseln Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-2

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s Digitale chaltungen harakteristische Gleichung: Impulsdiagramm: + : + J K J = ( J ) ( K ) K m setzen löschen speichern wechseln Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-2

9.2.2 Taktzustandsgesteuerte Zweispeicher - FF s Digitale chaltungen Anwendungsbeispiel: Frequenzteiler :2 J K Auf diese Weise können Frequenzteiler im Verhältnis :2,4,8 usw. gebildet werden. Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-22

9.2.3 Taktflankengesteuerte FF s Digitale chaltungen Bei den zustandsgesteuerten FF s müssen die ignale an den Vorbereitungseingängen während der gesamten Phase des aktiven Zustandes des Taktsignals stabil sein. Bei den taktflankengesteuerten FF s werden die Vorbereitungseingänge mit der /-oder /-Flanke des Taktsignals ausgewertet (aktive Flanke). Alle FF-Typen sind auch als taktflankengesteuerte FF s realisierbar. Das Übergangsverhalten ist mit dem der zustandsgesteuerten FF s identisch. Kennzeichnung dynamischer Eingänge: / - Flanke aktive Flanke = aktive Flanke = /-Flanke /-Flanke /-Flanke / - Flanke Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-23

9.2.3 Taktflankengesteuerte FF s Digitale chaltungen Impulsdiagramm zum flankengesteuerten JK-Flipflop: Die ignale an den Vorbereitungseingängen müssen nur in einem kurzen Zeitintervall um die aktive Flanke stabil sein. Dieses Zeitintervall bestimmt sich durch die Vorbereitungszeit (setup time t s ) und die Haltezeit (hold time t h ). Das Ausgangssignal ändert sich nach der Verzögerungszeit (propagation delay time t PLH ). Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-24

9.3 Zusammenstellung der FF-Typen Zustandsfolge- und ynthesetabelle: Digitale chaltungen Zustandsfolgetabelle (Kurzform) charakteristische Gleichung + -FF = ( = + X ) J + JK-FF K + = ( J ) ( K ) D D-FF + + = D + + J K + D ynthesetabelle (Kurzform) X X X X X X Büchau/reutzburg Digitale chaltungen Kapitel 9 9 understanding reality facing challenges creating future 9-25