フリップフロップはデジタルエレクトロニクスに含まれる用語で、単一ビットの情報を保存するために使用される電子部品です。

フリップフロップの図式表現

• フリップフロップは順序回路であるため、その入力は 2 つのパラメータに基づきます。1 つは現在の入力で、もう 1 つは前の状態からの出力です。
• 2 つの出力があり、両方とも互いに補完します。
• 2 つの安定状態 (0 または 1) のいずれかになります。

フリップフロップの基本図

Tフリップフロップとは何ですか?

• T フリップフロップ、または正確には、入力に応じて出力を切り替えることができるため、トグル フリップ フロップとして知られています。
• T ここはを表します トグル 。
• トグルは基本的に、ビットが反転されること、つまり 1 から 0 または 0 から 1 のいずれかになることを示します。
• ここで、このフロップを動作させるためにクロック パルスが供給されるため、クロックド フリップフロップになります。

Tフリップフロップの構造

T フリップは 3 つの方法で構築できます。

• SR フリップフロップを使用する。
• D フリップフロップを使用する。
• JKビーチサンダルを使用することで

T フリップフロップを構築する方法

SR フリップフロップを使用した T フリップフロップの構築を見てみましょう。以下に示すように、2 つの AND ゲートと 2 つの NOR ゲートが必要です。

Tフリップフロップの基本ブロック図

ここのブロック図にはトグル入力とクロック入力が含まれており、Q と Q’ は補数入力です。

Tフリップフロップの仕組み

ケース1 ： まあ言ってみれば、 T = 0 そしてクロックパルスは 高い つまり 1 の場合、AND ゲート 1、AND ゲート 2 の両方の出力は次のようになります。 0 、 ゲート3 出力は次のようになります Q そして同様に ゲート4 出力は次のようになります Q’ したがって、Q と Q’ の値は両方とも前の値と同じです。つまり、 ホールド状態 。

ケース2 ： まあ言ってみれば、 T=1 、 両方の AND ゲート 1 の出力は次のようになります。 (T * 時計 * Q) 、T とクロックの両方が 1 であるため、AND ゲート 1 の出力は次のようになります。 Q 、同様に AND ゲート 2 の出力は次のようになります。 (T * 時計 * Q’) つまり、 Q’ 。ここで、ゲート 3 の出力は次のようになります。 (Q'+Q)' Q' がゼロだとすると、ゲート 3 の出力は次のようになります。 (0+Q)』 つまり Q’ 同様にゲート 4 の出力は次のようになります。 (Q+Q')' そして、Q’ がゼロなので、ゲート 4 の出力は Q’ になります。つまり、 0 Q’はゼロなので。したがって、この場合、出力が切り替わると言えます。 T=1 。

Tフリップフロップの真理値表

• ここで、T はトグル入力、Q は現在の状態の入力、Qt+1 は次の状態の出力です。
• ここから、トグル (T) が 0 の場合は常に、次の状態の出力 (Qt+1) が現在の状態の入力 (Q) と同じであることがわかります。
• トグル (T) が 1 の場合、次の状態出力 (Qt+1) は現在の状態入力 (Q) の補数になります。これは、トグルされることを意味します。

特性式

• 特性方程式は、現在の状態に関してフリップフロップの次の状態がどのようになるかを示します。
• 特性方程式を取得するために、以下に示す K-Map が構築されます。
  

• 上記の K-Map を解くと、特性方程式は次のようになります。 Q(n+1) = TQn’ + T’Qn = TXOR Qn

励起テーブル

励起テーブルは基本的に、フリップフロップが現在の状態から次の状態に移行するために必要な励起について示します。

• ここで、T が 0 の場合、Qt+1 は入力 Q と同じになります。
• そして、T が 1 の場合、Qt+1 は入力 Q の補数になります。

Tフリップフロップの応用例

デジタル システムにおける T フリップフロップのアプリケーションは数多くあります。以下にリストします。

• カウンター : T カウンターで使用されるフリップフロップ。カウンタは、デジタル システムで発生するイベントの数をカウントします。
• データストレージ : T フリップフロップは、電源がオフのときにデータを保存するためのメモリを作成するために使用されます。
• 同期論理回路 : T フリップフロップは、クロック信号に基づいてバイナリ データの演算を実行する回路である同期論理回路を実装するために使用できます。 T フリップフロップを使用して論理回路の動作をクロック信号に同期させることにより、回路の動作を予測可能かつ信頼できるものにすることができます。
• 周波数分割 : クロック信号の周波数を 2 で分周するために使用されます。フリップフロップは、クロック信号が High から Low、または Low から High に遷移するたびに出力をトグルするため、クロック周波数を 2 で分周します。
• シフトレジスタ : T フリップフロップは、バイナリ データを一方向にシフトするために使用されるシフト レジスタで使用できます。

結論

この記事では、フリップフロップの基本、実際にフリップフロップとは何かということから始めて、T フリップフロップ、T フリップフロップを構築するための 3 つの 2 つの方法、基本ブロック図、T フリップフロップの動作について説明しました。 、それは真理値表、特性方程式、励起表であり、最後に T フリップフロップのアプリケーションについて説明しました。