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Eletr√īnica

Digital

Flip Flop




Introdu√ß√£o a Circuito Seq√ľencial:



Na l√≥gica combinacional, as c√©lulas b√°sicas para a constru√ß√£o do circuitos s√£o as portas l√≥gicas, j√° na l√≥gica seq√ľencial, as c√©lulas b√°sicas s√£o os circuitos biest√°veis ou chamados flip-flops.
 
São amplamente utilizados por causa de sua característica de "memória". O flip-flop pode ser utilizado para armazenar um bit, ou um digito binário. A informação armazenada em um conjunto de flip-flops pode representar o valor de um contador, um caractere ASCII em uma memória de um computador ou qualquer outra parte de uma informação.
 
O flip-flop lembra o estado anterior de máquina, e a lógica digital utiliza este estado para calcular o próximo estado.
 
Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de clock, e um sinal de sa√≠da, apesar de muitos flip-flops comerciais proverem adicionalmente o complemento do sinal de sa√≠da. Alguns flip-flops tamb√©m incluem um sinal da entrada clear, que limpa a sa√≠da atual. Como os flip-flops s√£o implementados na forma de circuitos integrados, eles tamb√©m necessitam de conex√Ķes de alimenta√ß√£o. A pulsa√ß√£o ou mudan√ßa no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de sa√≠da, baseado nos valores dos sinais de entrada e na a n√£o existe equa√ß√£o caracter√≠stica do flip-flop.
 
De forma geral podemos representar o flip-flop como um bloco onde temos 2 saídas: "Q" e "Q*" (Q linha), entrada para as variáveis e uma entrada de controle (Clock). A saída Q será a principal do bloco.
 
Este dispositivo possui basicamente dois estados de saída. Para o flip-flop assumir um destes estados é necessário que haja uma combinação das variáveis e do pulso de controle (Clock). Após este pulso, o flip-flop permanecerá neste estado até a chegada de um novo pulso de clock e, então, de acordo com as variáveis de entrada, mudará ou não de estado.
 
Quatro tipos de flip-flops possuem aplica√ß√Ķes comuns em sistemas de clock seq√ľencial: estes s√£o chamados o flip-flop T ("toggle"), o flip-flop S-R ("set-reset"), o flip-flop J-K e o flip-flop D ("delay")
 
O comportamento de um flip-flop é descrito por sua equação característica, que prevê a "próxima" (após o próximo pulso de clock) saída, Qnext, em termos dos sinais de entrada e/ou da saída atual, Q.
 
O primeiro flip-flop eletr√īnico foi inventado em 1919 por William Eccles e F. W. Jordan (Radio Review Dez 1919 p√°ginas 143 em diante). Ele foi inicialmente chamado de circuito de disparo Eccles-Jordan. O nome flip-flop posterior descreve o som que √© produzido em um alto-falante conectado a uma sa√≠da de um amplificador durante o processo de chaveamento do circuito.
 

Tipos de Flip-Flops



Flip-Flop tipo RS



Um flip-flop RS é um biestável basico porque dele se derivam os demais tipos.
 
O flip-flop "set/reset" ativa (set, muda sua saída para o nível lógico 1, ou retém se este já estiver em 1) se a entrada S ("set") estiver em 1 e a entrada R ("reset") estiver em 0 quando o clock for mudado.
 
O flip-flop desativa (reset, muda sua saída para o nível lógico 0, ou a mantém se esta já estiver em 0) se a entrada R ("reset") estiver em 1 e a entrada S ("set") estiver em 0 quando o clock estiver habilitado.
 
Se ambas as entradas estiverem em 0 quando o clock for mudado, a saída não se modifica. Se, entretanto, ambas as entradas estiverem em 1 quando o clock estiver habilitado, nenhum comportamento particular é garantido.
 
Estrutura de Um Flip-Flop RS


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Onde:
S(Set) é a entrada que posiciona a saida
Q em nivel 1. R(Reset) é a entrada que posiciona a saida Q em nivel 0.
Q representa o seinal de saida do flip-flop.
Q/ representa o complemeto do sinal de saida do flip-flop.


S R Q
0 0 Qa
0 1 0
1 0 1
1 1 *n√£o permitido

*Quando se diz não permitido,significa que se for aplicado nivel lógico 1 em R e S, as saida Q e Q/ terão nivel 1. Veridico, porém contraditorio!

Flip-Flop tipo JK


O flip-flop J-K aprimora o funcionamento do flip-flop RS interpretando a condição S = R = 1 como um comando de inversão.

Especificamente, a combinação J = 1, K = 0 é um comando para ativar (set) a saída do flip-flo. A combinação J = 0, K = 1 é um comando para desativar (reset) a saída do flip-flop; e a combinação J = K = 1 é um comando para inverter o flip-flop, trocando o sinal de saída pelo seu complemento. Fazendo J = K o flip-flop J-K se torna um flip-flop T.
Estrutura de Um Flip-Flop JK


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Onde:
> é a entrada de clock
J e K s√£o as entradas de dados
Q representa o sinal de saída do flip-flop.
Q/ representa o complemento do sinal de saída do flip-flop.
Q* é o próximo estado do Q


J K Q Q*
0 X 0 0
1 X 0 1
X 1 1 0
X 0 1 1

Flip-Flop tipo D

O flip-flop D ("data" ou dado, pois armazena o bit de entrada) possui uma entrada, que é ligada diretamente à saída quando o clock é mudado. Independentemente do valor atual da saída, ele irá assumir o valor 1 se D = 1 quando o clock for mudado ou o valor 0 se D = 0 quando o clock for mudado.
 
Este flip-flop pode ser interpretado como uma linha de atraso primitiva ou um hold de ordem zero, visto que a informação é colocada na saída um ciclo depois de ela ter chegado na entrada.

Estrutura de Um Flip-Flop D


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Onde:
> é a entrada de clock
D √© as entradas  de dados
Q representa o sinal de saída do flip-flop.
Q* é o próximo estado do Q


D Q Q*
0 X 0
1 X 1

Flip-Flop tipo T

Se a entrada T estiver em estado lógico alto, o flip-flop T ("toggle") muda o estado da saída sempre que a entrada de clock sofrer uma modificação. Se a entrada T foi baixa, o flip-flop mantém o valor anterior da saída.
 

Estrutura de Um Flip-Flop T


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Onde:
> é a entrada de clock
T é as entrada toggle
Q representa o sinal de saída do flip-flop.
Q* é o próximo estado do Q


T
Q Q*
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0