FlipFlop: Das Auffangflipflop

Nicht alle Probleme sind mit einem Grundflipflop lösbar. Zur Erinnerung nochmal die Schaltung des Grundflipflops mit NAND-Gattern:



Will man z.B. zwei mehrstellige Dualzahlen stellenweise addieren, so muss sicher gestellt werden, dass die zueinander gehörenden Stellen nicht durcheinander geraten. Dies geschieht durch einen rechteckigen Taktimpuls:



... kein Problem mit einem astabilen Multivibrator.

Wir müssen eine Schaltung eintwickeln, bei der eine am Eingang bereitliegende Information erst dann eingeschrieben wird, wenn das Taktsignal ankommt. Wir schalten zwei NAND-Gatter vor, deren Ausgänge die Eingänge des Grundflipflops sind.



Diese Schaltung wird Auffangflipflop genannt. Ihr Schaltsymbol ist:



Aber funktioniert sie auch wie gewünscht? Denken wir das alles mal in Ruhe durch und zeigen zunächst, dass die Ausgänge A und N(A) im Grundzustand bleiben (dass also nichts passiert), solange der Taktimpuls Null ist.

    Fall 1: T = O

  1. Die Eingänge E1 und E2 des Grundflipflops liegen auf L:




    2. Da für den bistabilen Multivibrator (Grundflipflop) die folgenden Funktionstabellen gelten
    E1 E2 A1 A2
    0 L L 0
    L L L 0

    und
    E1 E2 A1 A2
    L 0 0 L
    L L 0 L

    kann man daraus folgern, dass die Ausgänge A und N(A) verschiedene Werte haben (je nachdem, welcher Transistor im bistabilen Multivibrator zuerst durchschaltet). Anders gesagt: Die Zustände von S und R spielen keine Rolle, solange der Taktimpuls Null ist, die Ausgänge bleiben unverändert..

    Es gilt also:

    T S R Ausgänge
    0 0 0 bleiben
    0 0 L im
    0 0 L Grundzustand
    0 L L .


Als nächstes wollen wir zeigen, dass bei T=L A denselben Wert wie S hat und N(A) denselben Wert wie R hat (natürlich unter der Voraussetzung, dass S von R verschieden ist).

    Fall 2: T = L

    Wir untersuchen nun der Reihe nach die 4 möglichen Zustände von S und R, nämlich
    S R
    0 0
    0 L
    L 0
    L L

  1. . Zeile: S=R=0


  2. . Zeile: S=0, R=L


  3. . Zeile: S=L, R=0


  4. . Zeile: S=L, R=L


    5. Es gilt also:

    T S R Ausgänge
    L 0 0 Grundzustand
    L 0 L A=0, N(A))L
    L L 0 A=L, N(A)=0
    L L L A=N(A)=L


    Insgesamt gilt also für das Auffangflipflop:

    Erst auf das Taktsignal T=L hin, kann eine Infomation gespeichert werden.

    S heißt Setzeingang: Mit S=L wird A auf L gesetzt (bei R=0).
    R heißt Rückstelleingang: Mit R=L wird A auf 0 gesetzt (bei S=0).
    Beide Ausgänge haben nur unterschiedliche Werte, wenn mindestens ein Eingang auf 0 liegt.






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