ฟลิปฟลอป(Flip-Flop)

 
          ฟลิปฟลอป เป็นอุปกรณ์ทางด้านดิจิตอลที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณที่เอาต์พุตเมื่อป้อนสัญญาณลอจิกเข้าที่อินพุต สามารถทำได้ 2 วิธี คือ ป้อนสัญญาณลอจิกเข้าที่อินพุตโดยตรง เรียกว่าแลทช์ อีกวิธีหนึ่งจะใช้สัญญาณลอจิกป้อนเข้าที่อินพุต แล้วใช้สัญญาณพัลส์เป็นตัวกระตุ้น
1.แล็ทช์
          แล็ทช์เป็นฟลิปฟลอปชนิดที่ใช้สัญญาณลอจิกป้อนเข้าที่อินพุตโดยตรง แล้วทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับลอจิกที่เอาต์พุต โครงสร้างของแล็ทช์ด้านอินพุตประกอบด้วยขาเซ็ต (S:Set)  และขารีเซ็ต (R:Reset) ส่วนด้านเอาต์พุตประกอบด้วย Q  และ ซึ่งมีสภาวะลอจิกตรงกันข้ามกัน จึงเรียกว่า อาร์เอสแล็ทช์ อาร์เอสแล็ทช์มีทั้งชนิดที่ทำงานที่ลอจิก “0” (Active Low) และชนิดที่ทำงานที่ลอจิก “1” (Active High)
1.1    อาร์เอส แล็ทช์ ชนิดที่ทำงานที่ลอจิก “1”  จะเกิดสภาวะการเซ็ต  เมื่อป้อน ลอจิก “1” เข้าที่
ขาเซ็ต และเกิดสภาวะรีเซ็ต เมื่อป้อนลอจิก “1” เข้าที่ขารีเซ็ต บางครั้งเรียกแล็ทช์ชนิดนี้ว่า อาร์เอสฟลิปฟลอป ชนิดส่งผ่านโดยตรง แสดงสัญลักษณ์ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 สัญลักษณ์ของอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “1”

วงจรอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “1”  แสดงดังรูปที่ 2  เอาต์พุตของเกตแต่ละตัวจะต่อกลับมายังอินพุตของอีกตัวหนึ่ง เขียนสมการที่เอาต์พุต Q และ ได้ดังนี้

Q       =       

       =      

รูปที่ 2 วงจร อาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “1”

สภาวะลอจิกที่ Q และ ของอาร์เอสแล็ทช์ชนิดทำงานที่ลอจิก “1” จะต้องอยู่ในสภาวะตรงข้ามกันเสมอ แสดงสภาวะที่อินพุตและเอาต์พุตเป็นตารางความจริง ดังตารางที่ 1

อินพุต		เอาท์พุท		สภาวะของเอาต์พุต
R	S	Qn+1	n+1
0	0	0	1	ไม่เปลี่ยนแปลง No Change : N.C.
		1	1
0	1	1	0	เซ็ต Set : S
		1	0
1	0	0	1	รีเซ็ต Reset : R
		0	1
1	1	0	0	ไม่ยอมให้เกิดขึ้น Not Allow : N.A.
		0	0

ตารางที่ 1 ตารางความจริงของอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “1”

ตัวอย่างที่  1 จงเขียนสัญญาณที่เอาต์พุต Q ของอาร์เอสแล็ทช์ เมื่อกำหนดสัญญาณอินพุต ให้ดังต่อไปนี้

รูปที่ 3 สัญลักษณ์ของ อาร์เอส แล็ทช์ ของตัวอย่างที่ 1

รูปที่ 4 ไดอะแกรมเวลาของ อาร์เอส แล็ทช์ ตัวอย่างที่ 15.1

จากตัวอย่างที่ 15.1 เป็นการทำงานของอาร์เอส แล็ทช์ชนิดทำงานที่ลอจิก “1” ดังนั้นการเปลี่ยนแปลง ของสัญญาณที่เอาต์พุตจะเกิดสภาวะต่างๆ เมื่ออินพุต R  และ S  เป็นลอจิก “1”
1.2    อาร์เอส แล็ทช์ ชนิดการทำงานที่ลอจิก “0”
อาร์เอส แล็ทช์ ชนิดการทำงานที่ลอจิก “0”  จะเกิดสภาวะเซ็ต เมื่อป้อนลอจิก “0”  เข้าที่ขาเซ็ต และเกิดสภาวะรีเซ็ตเมื่อป้อนลอจิก “0” เข้าที่ขารีเซ็ต แสดงสัญลักษณ์ดังรูปที่ 15.5

รูปที่ 5  สัญลักษณ์ของอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “0”

วงจรอาร์เอส แล็ทช์ชนิดทำงานที่ลอจิก “0” สร้างจากแนนด์เกต 2 ตัว โดยต่อ เอาต์พุตของเกตแต่ละตัวกลับมายังอินพุตของอีกตัวหนึ่ง แสดงดังรูปที่ 6 สมการที่เอาต์พุต Q และ เขียนได้ดังนี้

Q       =       

       =       

รูปที่ 6 วงจรอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “0”

แสดงสภาวะอินพุตและเอาต์พุตของอาร์เอสแล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “0”  เป็นตารางความจริงดังตารางที่ 2

อินพุต			เอาต์พุต		สภาวะของเอาต์พุต
R	S		Qn+1	n+1
0	0	0	1	1	ไม่ยอมให้เกิดขึ้น Not Allow : N.A.
		1	1	1
0	1	0	0	1	รีเซ็ต Reset : R
		1	0	1
1	0	0	1	0	เซ็ต Set : S
		1	1	0
1	1	0	0	1	ไม่เปลี่ยนแปลง No Change : N.C.
		1	1	0

ตารางที่ 2 ตารางความจริงของอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “0”
 

ตัวอย่างที่ 2   จงเขียนสัญญาณที่เอาต์พุต Q ของอาร์เอส แล็ทช์ ชนิดทำงานที่ลอจิก “0” เมื่อป้อนสัญญาณอินพุต ให้ดังต่อไปนี้

รูปที่ 7  สัญลักษณ์ของ อาร์เอส แล็ทช์ ตัวอย่างที่ 2

รูปที่ 8  ไดอะแกรมเวลาของ อาร์เอส แล็ทช์ ตัวอย่างที่ 2