Jenseits des verbotenen Zustands
Das SR-Latch hat eine undefinierte, verbotene Kombination: S=R=1. Das JK-Flip-Flop ist das, was aus einem SR-artigen Element wird, sobald diese Lücke geschlossen ist — es definiert für alle vier Eingangskombinationen ein sinnvolles Verhalten.
- J=0, K=0: aktuellen Ausgang unverändert halten.
- J=1, K=0: Ausgang auf 1 setzen.
- J=0, K=1: Ausgang auf 0 zurücksetzen.
- J=1, K=1: umschalten — den Ausgang auf den jeweils anderen Wert kippen. Das ist genau der Fall, der bei einem SR-Latch verboten war, jetzt aber wohldefiniert, weil das JK-Flip-Flop J und K nur bei einer Taktflanke abtastet, nie kontinuierlich.
Das T-Flip-Flop: nur Umschalten
Verbinden Sie die Eingänge J und K eines JK-Flip-Flops miteinander, und Sie erhalten ein T-Flip-Flop (toggle): ein einzelner Eingang T, der bei 1 den Ausgang bei jeder Taktflanke umschaltet und bei 0 hält. Boolflow bietet das T-Flip-Flop als eigenen fertigen Block neben dem JK-Flip-Flop an.
Warum T-Flip-Flops Zähler bilden
Verketten Sie T-Flip-Flops so, dass der Ausgang jedes Flip-Flops das nächste taktet, wobei alle T-Eingänge dauerhaft auf 1 liegen: Das erste Bit schaltet bei jeder Taktflanke um, das zweite jedes Mal, wenn das erste von 1 auf 0 fällt, das dritte jedes Mal, wenn das zweite fällt, und so weiter — genau binäres Zählen. Diese Ripple-Struktur ist es, was Boolflows eigener CNT4-Block intern umsetzt.
Probieren Sie es selbst
Verketten Sie im Schaltungseditor von Hand vier T-Flip-Flops, wobei der Ausgang jedes Flip-Flops den Takteingang des nächsten speist, und vergleichen Sie den Signalverlauf mit einem fertigen, vom selben CLOCK getakteten CNT4-Block — beide sollten im Gleichschritt zählen.