Schaltungen für ein RS-Flip-Flop auf dem LogikBoard:
(Hintergrundinfo und Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Flipflop )
Ein Flipflop (auch Flip-Flop), oft auch bistabile Kippstufe oder bistabiles Kippglied genannt, ist eine elektronische Schaltung, die zwei stabile Zustände des Ausgangssignals besitzt. Dabei hängt der aktuelle Zustand nicht nur von den gegenwärtig vorhandenen Eingangssignalen ab, sondern außerdem vom Zustand, der vor dem betrachteten Zeitpunkt bestanden hat. Eine Abhängigkeit von der Zeit besteht nicht, sondern nur von Ereignissen.
Durch die Bistabilität kann die Kippstufe eine Datenmenge von einem Bit über eine unbegrenzte Zeit speichern. Dazu muss, anders als bei nichtflüchtigen Datenspeichern, jedoch die Spannungsversorgung dauernd gewährleistet sein. Das Flipflop ist als Grundbaustein der sequentiellen Schaltungen ein unverzichtbares Bauelement der Digitaltechnik und damit fundamentaler Bestandteil vieler elektronischer Schaltungen von der Quarzuhr bis zum Mikroprozessor. Insbesondere ist es als elementarer Ein-Bit-Speicher das Grundelement der statischen Speicherbausteine für Computer.
Aus der Vielzahl der Varianten zeigen wir das RS-Flip-Flop, das nach Setzen des HIGH-Zustands diesen behält, auch wenn der Schalter S wieder ausgeschaltet wird. Üblich sind zwei Schaltungen mit NOR-Gattern oder mit NAND-Gattern. Diese müssen auf dem LogikBoard realisiert werden durch das Hintereinanderschalten eines NOT-Gatters hinter die OR- bzw. AND-Gatter.
Verschiedene Schreibweisen sowie neue und alte Schaltbilder für die auf dem LogikBoard verwendeten Gatter sind auf dem folgenden Auszug aus https://de.wikipedia.org/wiki/Logikgatter zusammengefasst.
Das RS-Flip-Flop mit NOR-Gattern:
Schaltung am LogikBoard:
Mit Schalter 1 (Set) wird der Ausgang an der linken LED (3. v.l.) auf HIGH / 1 gesetzt, die rechte LED zeigt das inverse Signal an, bleibt also aus. Auch nach dem Ausschalten von S1 bleibt der Zustand erhalten.
Die linke LED erlischt erst, wenn der zweite Schiebeschalter (Reset) eingeschaltet wird (und selbstverständlich S1 OFF ist). Die rechte LED erleuchtet.
Wenn beide Schalter OFF sind, bleibt der jeweilige Zustand erhalten. Beide Schalter auf ON ergibt einen nicht definierten Zustand.
Übungsaufgabe: Baue und teste nun ein RS-Flip-Flop mit NAND (bzw. AND und NOT) – Gattern