Digitale Schaltungstechnik/ Flipflop/ T-Flipflop/ bedingtes Toggeln

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

MotivationBearbeiten

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 dasselbe.

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-FlipflopsBearbeiten

Beschreibung Beziehung Schaltung
Nun betrachten wir unser jetziges Toggle Flipflop:  
So ohne weiteres können wir das, was wir wollen, nicht implementieren, wir müssen unser Flipflop wieder auseinander nehmen  
Auch jetzt ist der Rückkopplungspfad noch nicht vollständig offen, also müssen wir noch einen Schritt weiter gehen:
 
=
 
 
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:

 
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.

ImplementationBearbeiten

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

 

WahrheitstabelleBearbeiten

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