Wo werden FlipFlops eingestetzt oder angewandt?
z.b. RS Flip-Flop oder
D-Flip-Flop oder
JK Flip-Flop oder
T Flip-Flop
7 Antworten
- Speicherung von Informationen:
Im PC hat jedes Speicherbit sein eigenes Flip-Flop.
- Zählen:
In einem Binärzähler werden Flip-Flops verwendet die bei jedem Impuls umschalten. Das Ergebnis hat immer die halbe Frequenz.
0000 = 0
0001 = 1
0010 = 2
0011 = 3
0100 = 4
0101 = 5
0110 = 6
0111 = 7
1000 = 8
1001 = 9
1010 = 10
1011 = 11
1100 = 12
1101 = 13
1110 = 14
1111 = 15
Wie man sieht wechselt das zweite Bit von rechts mit genau der halben Frequenz vom ersten Bit. Das dritte Bit mit der halben Frequenz vom zweiten, usw.
In einer Quarzuhr schwingt der Quarz mit 32768 Impulsen pro Sekunde. Nach 15 teilenden Flip-Flops bleibt nur noch ein Impuls pro Sekunde und der Treibt den Sekundenzeiger an oder in einer Digitaluhr 4 weitere Zähler die Einer der Sekunden zählt. Läuft der bei 9 über, so gibt er einen Impuls an die nächste Kette von teilenden FFs die die Zehner der Sekunden zählt usw. Die Binärwerte werden dann mit einem "BCD zu 7-Segment" Decoder auf die Anzeige gebracht.
- Impulsformung:
Schließt man einen Kontakt, so prallen die Kontakte mehrfach voneinander ab und es entstehen eine Menge Impulse die Digitalschaltungen verwirren können. Um das zu verhindern gibt es zwei Wege. Ein Monoflop schaltet beim ersten Impuls durch und bleibt an bis sich die Kontakte beruhigt haben um die Lücken im Kontaktprellen zu schließen. Eine andere Möglichkeit ist es ein RS FF zu benutzen und einen Umschaltenden Taster/Schalter. Schaltet man um, so wird per S (Set) das FF eingeschaltet was trotz Kontaktprellen an bleibt bis der Schalter/Taster wieder umgelegt wird und den R (Reset) Eingang bedient.
In Speicherchips werden sie eingesetzt. Da die FF Schaltungen im vergleich zu kondensatoren sehr aufwändig sind -> das sie mehr Platz benötigen und sehr teuer sind. Der Vorteil ist die Geschwindigkeit. Der Cache beispielsweise ist in Hardware aus FF gegossen. Man setzt sie im Speicherbereich ein dort ein wo Geschwindigkeit die große Rolle spielt. Es handelt sich um flüchtige Speicher.
die aussage : flüchtige speicher kann man so nicht stehen lassen, jede celle auch die eines nichtflüchtigen speichers besteht grundsätzlich aus einem flip-flop. bedenkenswert jedoch ist eher die tatsache das dei meisten noch über klappertechnik verfügen, denn seit etwa 20 jahren sind die speicherchips im rechner sicher keine flip-flops mehr. vielmehr handelt es sich um kondensatoren, die ducrch eine intelligente steuerung während des nops refreshed werde, und hierzu einen datarefresh benötigen ! - die steinzeiten sind jedoch vorbei . back to the roots ...:)
Hallo
T-Flip-Flops, also taktflankengesteuerte werden als Frequenzteiler bzw. als Binärzähler verwendet, also finden Verwendung als Frequenzteiler und Binärzähler. Meist nutzt man die fallende Taktflanke, man kann aber auch die steigende Taktflanke nutzen. Bei einem asynchronen Zähler wird der Zähleingang des folgenden Flip-Flops mit dem Ausgang des vorhergehenden Flip-Flops verbunden. Beim synchronen Zähler sind die Takteingänge aller Flip-Flops miteinander Verbunden (wie bei einer Sammelschiene) und die Taktimpulse werden zur gleichen Zeit allen J-K-Flip-Flops über die Takteingänge gemeinsam zugeführt. Die 1J und 1K Eingänge des nachfolgenden Flip-Flips werden mit allen Ausgängen über eine UND-Verknüpfung der vorhergehenden Flip-Flops verbunden. Damit wird sichergestellt daß ein Flip-Flop erst dann von Low auf High schaltet, wenn alle vorhergehenden Flip-Flops auf High sind. Diese schalten dann alle gemeinsam von High auf Low, während des eine o.g. Flip-Flop auf High bleibt. Synchrone Zähler haben kürzere Signallaufzeiten als asynchrone Zähler und sind damit schneller als asynchrone Zähler....
all diese flip-flops und deren funktion findest du auf dieser seite: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0209301.htm als kleine auswahl von anwendungsbeispielen: JK-FlipFlops verwendet man gerne um (synchrone) Binär-Zähler zu bauen. RS-FlipFlops sind im Prinzip genauso verwendbar, wie D-FlipFlops. Sie stellen die einfachste Art eines 1-Bit-Speichers dar; mit einem Eingang auf 1 setzen, mit dem anderen auf 0. T-FlipFlops sind toggle-FlipFlops. Mit jedem Eingangsimpuls ändern sie ihren Zustand. Für dieses FlipFlop gibt es tausende Anwendungen. Ein Beispiel: Treppenlicht mit Tastern. Erstes Mal Taster betätigen macht das Licht an; das zweite Mal betätigen macht es wieder aus.
diese aussage ist nicht korrekt. sowohl die apu also auch die dpu, sowie alle processunits sind voll mit speicherstellen. selbst die ansteuerung des datenbusses und die auswahl wird von speicherstellen geregelt. der rechner ist bis auf einen kleinen teil eine zusammschaltung aus den unterschiedlichsten flip-flops - der deren funktionsmässig nachempfundenen derivaten. wie bereits angemerkt sind die 1 gig speicher definitiv keine zusammenschaltung irgendwelcher flipflops. den flip flops sind langsam! und benötigen viel zeit. die wirkungsweise dieser schaltungen werden heute durch halbleiterkondensatoren in verbindung mit einem abgestimmten bussystem " nachgeäfft". glaubt hier alen ernstes jemadn daran, das sich in einem 10 gig-stick 3x10 hch neun puls ein bischen mehr "einzelstufen" befinden ? geht mal unter quantenphysik. auf einer festplatte befinden sich auch schon längst keine einzelmagneten mehr die gelesen werden. zum erklären reichts, aber nicht um es in die technik heute zu implementieren
eine der richtigsten antworten ist die, die sich auf die schützsteuerung bezieht. ein flip-flop ist ein schaltkreis der durch seine konstruktion zwei stabiele zustände hat. die erweiterung/en bedeuten nur das man besonderes verhalten zu erwarten hat. z.b. nur einen ausgan, eine möglichkeit der voreinstellung, die reaktion auf an oder abfallende flanken, etcetc. daher ist das einsatzgebiet auch riesig. man kann : an und ausschalten, zählen, speichern, frequenzen teilen oder vervielfachen, und etliches und einiges mehrdas der flip-flop mal vor zeiten in rechnern starken einsatz fand liegt ja nun mal in der natur der sache. mit den neuen techiken hat sich der silizium- flip flop allerdings bereits seit einigen jahren überholt, und hat nur noch periphere bedeutung. zum speicher und rechnen werden heute andere algorithmen benutzt, um der neuen technik gerecht zu werden und die geschwindigkeit zu erhöhen. zusammengefasst: ein flip flop hat unter entsprechenden voraussetzungen die möglichkeit zwei stabiele zustände anzunehmen. hierzu gibt es die bolsche algebra, die es ermöglicht mit den bauteilen z.b. rechenoperationen durchzuführen, programmabläufe zu steuern etc. am grundprinzip der beiden stabielen ausgangszustände ändert sich aber nichts .
Doch noch ein Beispiel, weg vom Binär und Speicherkram, DH. Ein FlipFlop ist nichts weiter als eine Selbsthaltung, wie man sie auch mit einem Schütz realisieren kann. Der Computerkram ist schon wieder ne viel kompliziertere Technik und da sind die FlipFlop's nur ein minimaler Teil an verbauten Teilen.