フリップフロップの種類とC++での変換

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フリップフロップはシーケンシャルデジタル回路です。フリップフロップにはいくつかの種類があります。ここでは、フリップフロップのタイプと、あるフリップフロップから別のフリップフロップへの変換ルールを確認します。

フリップフロップには基本的に4つのタイプがあります-

• SRフリップフロップ
• Dフリップフロップ
• JKフリップフロップ
• Tフリップフロップ

SRフリップフロップ

SRフリップフロップは、正のクロック遷移または負のクロック遷移のみで動作します。一方、SRラッチはイネーブル信号で動作します。 SRフリップフロップの回路図を次の図に示します。

この回路には、2つの入力SとR、および2つの出力Q（t）とQ（t）’があります。 SRフリップフロップの動作は、SRラッチと同様です。ただし、このフリップフロップは、アクティブイネーブルではなく、クロック信号の正の遷移が適用された場合にのみ出力に影響します。

Dフリップフロップ

Dフリップフロップは、正のクロック遷移または負のクロック遷移のみで動作します。一方、Dラッチはイネーブル信号で動作します。つまり、Dフリップフロップの出力は、クロック信号のアクティブな遷移を除いて、入力Dの変化の影響を受けません。 Dフリップフロップの回路図を次の図に示します。

この回路には、単一の入力Dと2つの出力Q（t）およびQ（t）’があります。 Dフリップフロップの動作は、Dラッチと同様です。ただし、このフリップフロップは、アクティブイネーブルではなく、クロック信号の正の遷移が適用された場合にのみ出力に影響します。

JKフリップフロップ

JKフリップフロップは、SRフリップフロップの修正バージョンです。正のクロック遷移または負のクロック遷移のみで動作します。 JKフリップフロップの回路図を次の図に示します

この回路には、2つの入力JとKと2つの出力Q（t）とQ（t）’があります。 JKフリップフロップの動作は、SRフリップフロップと同様です。ここでは、4つの入力の組み合わせに変更されたSRフリップフロップを利用するために、SRフリップフロップの入力をS =J Q（t）’およびR =KQ（t）と見なしました。

Tフリップフロップ

Tフリップフロップは、JKフリップフロップの簡易バージョンです。これは、同じ入力「T」をJKフリップフロップの両方の入力に接続することによって得られます。正のクロック遷移または負のクロック遷移のみで動作します。 回路図 次の図にTフリップフロップの概要を示します。

この回路には、単一の入力Tと2つの出力Q（t）およびQ（t）’があります。 Tフリップフロップの動作はJKフリップフロップの動作と同じです。ここでは、2つの入力の組み合わせに変更されたJKフリップフロップを利用するために、JKフリップフロップの入力をJ=TおよびK=Tと見なしました。そこで、JとKの他の2つの組み合わせを排除しました。これらの2つの値は、Tフリップフロップで互いに補完し合っています。

フリップフロップ変換

次に、あるフリップフロップから別のフリップフロップに変換する方法を説明します。最初に、すべてのフリップフロップの励起表が表示されます。

SRフリップフロップからDフリップフロップ

ここで、指定されたフリップフロップはSRフリップフロップであり、目的のフリップフロップはDフリップフロップです。したがって、次の特性表を検討してください。 Dフリップフロップの。

SRフリップフロップには2つの入力SとRがあることがわかっています。したがって、現在の状態と次の状態の値の組み合わせごとに、SRフリップフロップの励起値を書き留めます。次の表は、Dフリップフロップの特性表と励起入力を示しています。 SRフリップフロップの。

これらの入力の簡略化された式を取得するために、2つの変数Kマップを使用できます。 S＆Rのk-Mapを以下に示します。

したがって、単純化した後、S =D＆R =D'になりました。 回路図 次の図に、Dフリップフロップの概要を示します。

この回路は、SRフリップフロップとインバータで構成されています。このインバーターは、入力Dを補完する出力を生成します。したがって、回路全体には、単一の入力Dと2つの出力Q（t）およびQ（t）'があります。したがって、これはDフリップフロップです。 。同様に、他の2つの変換を行うことができます。

DフリップフロップからTフリップフロップ

ここで、指定されたフリップフロップはDフリップフロップであり、目的のフリップフロップはTフリップフロップです。したがって、次の特性表を検討してください。 Tフリップフロップの。

Dフリップフロップには単一の入力Dがあることがわかっています。したがって、現在の状態と次の状態の値の組み合わせごとに、Dフリップフロップの励起値を書き留めます。次の表は、Tフリップフロップの特性表と励起入力を示しています。 Dフリップフロップの。

上記の表から、ブール関数を直接記述できます。 以下のようにDの。したがって、Dフリップフロップとともに2入力の排他的論理和ゲートが必要です。 回路図 次の図にTフリップフロップの概要を示します。

この回路は、Dフリップフロップと排他的論理和ゲートで構成されています。この排他的論理和ゲートは、TとQ（t）のEx-ORである出力を生成します。したがって、回路全体には、単一の入力Tと2つの出力Q（t）およびQ（t）’があります。したがって、これはTフリップフロップです。 。同様に、他の2つの変換を行うことができます。

JKフリップフロップからTフリップフロップ

ここで、指定されたフリップフロップはJKフリップフロップであり、目的のフリップフロップはTフリップフロップです。したがって、次の特性表を検討してください。 Tフリップフロップの。

JKフリップフロップには2つの入力JとKがあることがわかっています。したがって、現在の状態と次の状態の値の組み合わせごとに、JKフリップフロップの励起値を書き留めます。次の表は、Tフリップフロップの特性表と励起入力を示しています。 JKフリップフロップの。

これらの2つの入力の簡略化された式を取得するために、2つの変数Kマップを使用できます。 k-マップ J＆Kの場合は以下のとおりです。

したがって、単純化すると、J =T＆K=Tになります。 回路図 次の図にTフリップフロップの概要を示します。

この回路はJKフリップフロップのみで構成されています。他のゲートは必要ありません。同じ入力TをJとKの両方に接続するだけです。したがって、回路全体には、単一の入力Tと2つの出力Q（t）とQ（t）’があります。したがって、これはTフリップフロップです。 。同様に、他の2つの変換を行うことができます。

TフリップフロップからDフリップフロップ

ここで、指定されたフリップフロップはTフリップフロップであり、目的のフリップフロップはDフリップフロップです。したがって、Dフリップフロップの特性表を検討し、現在の状態値と次の状態値の組み合わせごとにTフリップフロップの励起値を書き留めます。次の表は、特性表を示しています。 励起入力と一緒にDフリップフロップの Tフリップフロップの。

したがって、Tフリップフロップとともに2入力の排他的論理和ゲートが必要です。 回路図 次の図に、Dフリップフロップの概要を示します。

この回路は、Tフリップフロップと排他的論理和ゲートで構成されています。この排他的論理和ゲートは、DとQ（t）のEx-ORである出力を生成します。したがって、回路全体には、単一の入力Dと2つの出力Q（t）およびQ（t）’があります。したがって、これはDフリップフロップです。 。同様に、他の2つの変換を行うことができます。