Kleines Nachschlagewerk Informatik
Flipflops
Worum geht es?
Flipflops sind nicht nur die Klassiker unter den Schaltwerken, man braucht sie in fast jedem Schaltwerk als Speicher. Ein Flipflop kann sich einen Wert speichern, ist also ein Ein-Bit-Speicher.

Flipflops gibt es in unterschiedlicher Funktionalität, deshalb sollen die wichtigsten vorgestellt werden.
Q und nicht Q
Mit Q werden die Ausgänge bezeichnet. Es hat sich eingebürgert, bei jedem Flipflop nicht nur Q, sondern auch das dazu negierte Signal, also nicht Q, nach außen zu legen.
Schalter, Takt und Taktflanke
Wann ein Wert in ein Flipflop übernommen, also gespeichert wird, kann unterschiedlich sein. Hierbei werden erst einmal zwei Grundtypen unterschieden: Einen Takt braucht man immer dann, wenn Teilschaltungen synchronisiert werden sollen bzw. wenn das Schalten nur zu gewissen Zeiten stattfinden soll. Hierbei werden drei Arten unterschieden:
RS-Flipflop
Dies ist das einfachste Flipflop. Es besitzt zwei Steuerleitungen, R (Reset) und S (Set). RS-Flipflops sind i.A. zustandsgesteuert, es gibt sie aber auch mit Takt. Von den vier möglichen Eingangsbelegungen braucht man nur drei (Setzen, Rücksetzen und Halten), die vierte Kombination ist verboten (FF ist instabil).

RSQnicht Q
00HaltenHalten
1001
0110
11n.e.n. e.






Bei RS-Flipflops kann man auch, weil sie so einfach sind, den internen Aufbau zeigen. Realisiert wird es üblicherweise mit NOR-Gattern.





Oftmals wird es auch mit NANDs realisiert, dann sind die Eingänge jedoch negiert.



D-Flipflop
Das D-Flipflop ist der klassische Datenspeicher und damit für die Schaltwerkentwicklung gut geeignet. Es besitzt nur zwei Eingänge: die Datenleitung D, welche auch Namensgeber ist und den Takt C, der angibt, wann das Signal übernommen wird.



T-Flipflop
Das T- (Toggle) Flipflop braucht nur einen Eingang, den Takt. Bei jeder (0-1) Taktflanke wechselt das Signal. Damit lassen sich einfachst Frequenzteiler und Zähler realisieren.



JK-Flipflop
Das JK-Flipflop funktioniert ähnlich wie ein takt(flanken)gesteuertes RS-Flipflop. Lediglich der verbotene Zustand bewirkt ein Wechseln des aktuellen Zustandes.

CJKQnicht Q
000HaltenHalten
001HaltenHalten
010HaltenHalten
011HaltenHalten
100HaltenHalten
10101
11010
111WechselnWechseln




JK-MS-Flipflop
Ein Master-Slave-Flipflop ist zweigeteilt. Das Signal wird wie üblich z.B. bei einer steigenden Flanke des Taktes übernommen. Aber erst später, bei fallender Flanke, wird es an den Ausgang gelegt.
Zur Beachtung
Zustandsgesteuerte Flipflops (also die ohne Takt) werden oft auch als Latches bezeichnet. In der Schule hat sich diese Sprechweise nicht durchgesetzt.