Flip-flop

Flip- flop RS O flip-flop básico é o modelo RS. É constituído por 2 portas NAND com suas saídas sendo usadas como uma das variáveis de entradas de modo cruzado.

Tabela verdade do Flip-flop RS básico: S

R

0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

Q ATUAL 0 1 0 1 0 1 0 1

Q FUTURO 0 1 0 0 1 1 1 1

Q BARRADO 1 0 1 1 0 0 1 1

Flip- Flop RS com Clock

Partindo da mesma lógica do tipo de Flip-Flop RS Básico, a única alteração em sua composição é a entrada de um clock, que é a peça fundamental para o circuito, pois quando ativo ele altera a saída de acordo com as variáveis de entrada. Porém, aqui temos a entrada do clock, que quando possui nível lógico 1 permite o funcionamento do RS Básico em si e quando ele apresenta nível lógico 0 ele apresenta na saída o último estado das entradas

Tabela Verdade do Flip-flop RS com Clock: S 0 0 1 1

R 0 1 0 1

QF QA 0 1 X

Flip-Flop JK O funcionamento do JK nada mais é que um Flip-Flop RS realimentado, conforme ilustração abaixo:

Tabela verdade do Flip-Flop JK: J 0 0 1 1

K 0 1 0 1

QF QA 0 1 QA’

Flip- Flop JK com entradas Preset e Clear Aqui temos a entrada de duas novas variáveis, o Preset e Clear, que determinam o funcionamento do Flip-Flop. Onde o Preset seleciona o nível lógico 1 na saída, independente do que está nas entradas, assim como o Clear seleciona o nível lógico 0 na saída independente do que está nas entradas. Abaixo segue a tabela de como funciona o esquema Preset e Clear.

Tabela verdade do Flip-Flop JK com Prest e Clear CLR 0 0 1 1

PR 0 1 0 1

QF Não Permitido 0 1 Funcionamento normal

Flip-flop JK Mestre Escravo O flip-flop apresenta um comportamento indesejável, quando o clock for igual a 1. Nesta situação, se houver uma mudança nas entrada J e K, o circuito apresentará uma nova saída. Para corrigir este problema, foi criado o flip-flop JK Mestre-Escravo. Análise: Clock em 1, entradas J e K afetam a saída Q1; Clock do RS em 0, bloqueando a saída Q; Clock em 0, saída Q1 bloqueada; Entradas RS, desbloqueadas afetando a saída Q; Valores de JK não afetam a saída Q1; Valores em RS não mudam;

Mudanças de clock Clock em 0, mestre bloqueado: Entadas J e K variam mas a saída Q1 permanece a mesma, logo Q também mantem seu valor. Intervalo de t0 a t1 e t2 a t3. Clock de 0 para 1, J e K afetam Q1; t1, o valor que estava em Q vai para Q1 invertido; t3, J = 0 e K = 0, Q e Q1 continua no mesmo estado, Qf = Qa; Clock em 1, mestre desbloqueado: Q1 muda o seu estado de acordo com as entradas J, K e Q; t1 a t2, os valores assumidos por J, K e Q mantem o valor de Q1 em 1; t3 e t4, Q1 vai para 0, quando J = 0 e K = 1; Q1 via para 1, quando J = 1 e K = 0; Q1 vai para 0, novamente quando J = 0 e K = 1; Q permanece constante, pois o clock do circuito escravo estará em 0; Clock passa de 1 para 0, Q1 (R e S) afetam Q: O valor de Q1 se altera apenas uma vez exatamente na transição 1 para 0, início do intervalo onde o valor do clock está em 0; O valor presente na entrada do mestre gera uma entrada para o circuito escravo em (t2 e t4); t2, J = 1 e K = 0, Q vai para 1; t4, J = 1, K = 1 e Qa = 1, Q vai para 0, invertendo seu valor;

Tabela Verdade Flip-flop JK Mestre Escravo J 0 0 1 1

K 0 1 0 1

Qf Qa 0 1 Qa’

Flip-Flop Tipo T

Esse é um flip-flop JK com a particularidade de possuir as entradas J e K curto circuitadas. quando houver variação do clock, o valor guardado no flip-flop será alternado ou mantido dependendo se o valor na entrada T (Toggle) for 1 ou 0.

Tabela Verdade do Flip-flop tipo T T 0 1 0 1

Q 0 1 1 0

Q’ 0 0 1 1

Flip-flop tipo D (DATA) 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.

Tabela Verdade do Flip-flop tipo D D 0 0 1 1

Q 0 1 0 1

Q’ 0 0 1 1

Registrador de deslocamento

registrador de deslocamento é um conjunto de registradores configurados em um arranjo linear de tal forma que a informação é deslocada pelo circuito conforme o mesmo é ativado. Os registradores de deslocamento podem possuir uma combinação de entradas e saídas seriais e paralelas, incluindo as configurações entrada serial, saída paralela (SIPO) e entrada paralela, saída serial (PISO). Existem outra configurações possuindo ambas as entradas serial e paralela e outra com saídas serial paralela. Existem também registradores de deslocamento bi-direcionais, os quais permitem que se varie a

direção do deslocamento da informação. As entradas e saídas seriais de um registrador podem ser conectadas juntas, de modo a formar um registrador de deslocamento circular. Poderiam também ser desenvolvidos registradores de deslocamento multidimensionais, os quais podem realizar processamentos mais complexos. Entrada serial, saída serial Leitura destrutiva Este é o tipo mais simples de registrador de deslocamento. O conjunto de dados é inserido em 'Data In', e é deslocado para a direita em um estágio cada vez que o 'Data Advance' é colocado em nível alto. A cada avanço, o bit da extrema esquerda, o 'Data In', é deslocado para a saída do primeiro flip-flop. O bit na extrema direita, o 'Data Out', é deslocado e então perdido. Os dados são armazenados em cada flip-flop, na saída 'Q', de modo que existem quatro "espaços" para armazenamento disponíveis nestas configuração, sendo desta forma um registrador de deslocamento de 4 bits. Para exemplificar o padrão do deslocamento, consideremos que o registrador possua o dado 0000, de modo que todos os espaços para deslocamento estejam vazios. Conforme o 'Data In' insere os dados 1,1,0,1,0,0,0,0 (nesta ordem, fornecendo um pulso ao 'Data Advance' a cada dado, sendo isto chamado de cloking ou strobing) no registrador, obtemos o resultado mostrado na tabela ao lado. A coluna da esquerda corresponde ao pino de saída localizado na extrema esquerda da figura, e assim por diante. Leitura não-destrutiva A leitura não-destrutiva pode ser obtida utilizando-se a configuração mostrada abaixo. Outro pino de entrada é adicionado, o controle de Leitura/Escrita. Quando este está em nível alto (write) então o registrador de deslocamento se comporta normalmente, avançando a entrada de dados em uma posição para cada ciclo de clock, e os dados podem ser perdidos no fim do resgistrador. Entretanto, quando o controle R/W é colocado em nível baixo (read), qualquer dado deslocado na extrema direita se torna a próxima entrada na esquerda, sendo assim mantido no sistema. Deste modo, enquanto o controle R/W estiver em nível baixo, nenhum dado pode ser perdido do sistema.

Entrada serial, Saída paralela Esta configuração permite a conversão do formato serial para o paralelo. Os dados entram de forma serial, conforme descrito na sessão acima. Uma vez que os dados entraram, eles podem ser lidos todos simultaneamente, ou deslocados para fora e substituídos. Pulsos na entrada

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

2

1

1

0

0

0

3

1

1

1

0

0

4

1

1

1

1

0

5

1

1

1

1

1

6

1

1

1

1

1

7

1

1

1

1

1

8

1

1

1

1

1

Entrada paralela, Saída serial Esta configuração recebe os dados através das entradas D1 a D4 no formato paralelo. Para escrever os dados no registrador, o controle de Escrita/Deslocamento deve estar em nível baixo. Para deslocar os dados, o controle deve ser colocado em nível alto e os registradores devem receber um pulso de clock, desta forma o circuito atua como um registrador de deslocamento SISO, com o terminal D1 atuando como entrada de dados. Entretanto, caso uma palavra de dados tenham sido escritos de forma paralela e em seguida deslocados, a saída de dados, Q, conterá os bits desta palavra, lidos em ordem.

Conversor paralelo-serie

Introdução

Em eletrônica e circuitos digitais, o flip-flop ou multivibrador biestável é um circuito digital pulsado capaz de servir como uma memóriade um bit. Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de clock, e um sinal de saída, apesar de muitos flip-flops comerciais proverem adicionalmente o complemento do sinal de saída. Alguns flip-flops também incluem um sinal da entradaclear, que limpa a saída atual. Como os flip-flops são implementados na forma de circuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação ou mudança no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, baseado nos valores dos sinais de entrada e na equação carecterística do flip-flop.

Conclusão O flip-flop pode ser utilizado para armazenar um bit, ou um digito binário de informação. A informação armazenada em um conjunto de flip-flops pode representar o estado de um seqüenciador, o valor de um contador, um caractere ASCII em uma memória de um computador ou qualquer outra parte de uma informação.