連載
» 2008年05月01日 00時00分 公開

【問題14】 JK-FFのタイムチャート完全マスター! 電子回路ドリル II(16)

以前の状態を引き継ぐことができるため、コンピュータのメモリなどに応用されているフリップフロップ。今回はSR-FFについて解説。

[横田一弘 埼玉県立新座総合技術高等学校 教諭,@IT MONOist]

【問題13】の解答

 前回の宿題【問題13】は、SR-FFの「タイムチャート」を作成するという問題でした。

 皆さん解けましたでしょうか?

 解けた方も解けなかった方も答え合わせをして、次項の解説までぜひ読んでみてください。毎週コツコツ問題を解いて、デジタル回路の基礎知識を身に付けましょう。

 それでは、解答を発表します!


問題13

答え.

答え


【問題13】の解説

 【問題12】の解説では、2つのNANDから構成される最も基本的なフリップフロップ(Flip Flop)について詳しく解説しました。今回解説する「SR-FF(Set-Reset Flip-Flop)」とは、このフリップフロップに少し改良を加えたものです。

 図1は、SR-FFの論理記号です。ご覧のとおり、SR-FFには「S(Set)」と「R(Reset)」の2つの入力と、「Q」と「Q」の2つの出力があります。

SR-FFの論理記号 図1 SR-FFの論理記号

 ちなみに、フリップフロップの2つの出力が同じ値になることはありませんので、一方が“0”のとき他方は“1”、反対に一方が“1”のとき他方は“0”と、まるでシーソーのように動作することから、「フリップフロップ」と名付けられました。

 次に、図2をご覧ください。これはSR-FFの内部構成を示したものです。【問題12】のフリップフロップの入力に“NOT”を付けることでSR-FFが構成されます。

SR-FFの内部構成 図2 SR-FFの内部構成

 表1にSR-FFの状態表を示します。

SR-FFの状態表 表1 SR-FFの状態表

 S=“0”、R=“0”のとき、次に取るべき値(Qt+1)は、いまの値(Qt)になっています。これは前の状態を保持することを意味します。

 S=“1”、R=“0”のとき、Qが“1”になるのでSR-FFがセットされ、S=“0”、R=“1”のとき、Qが“0”になるのでSR-FFがリセットされます。

 また、S=“1”、R=“1”ではFFが不安定になってしまいますので、SR-FFのSとRを、ともに“1”にしてはいけません(禁止)。

 表1の状態表を基に、【問題13】のタイムチャートを作成した結果が図3になります。

SR-FFのタイムチャート 図3 SR-FFのタイムチャート

 【問題13】で、SR-FFの初期状態はQが“0”になっています。そこから動作を開始します。

  • (1)の期間、S=“0”、R=“0”であることから、Qには“0”が保持されます。
  • (2)の期間、S=“1”、R=“0”であることから、Qには“1”がセットされます。
  • (3)の期間、S=“0”、R=“0”であることから、Qには“1”が保持されます。
  • (4)の期間、S=“0”、R=“1”であることから、Qは“0”にリセットされます。
  • (5)の期間、S=“0”、R=“0”であることから、Qには“0”が保持されます。

 以上のように“フリップフロップは以前の状態を引き継ぐことができる”ため、コンピュータのメモリなどに応用されています。

次回までの宿題 ― 【問題14】

問題14

次のJK-FFのタイムチャートを作ってください

問題14

答え. 解答はこちら(←クリック)



Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.