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RSフリップフロップ

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目次 †

RSフリップフロップ †

　回路的には入力の2本のラインが一旦NOTゲートを通っているだけで、後はフリップフロップと同じである。

　入出力の対応表は次の通りである。

RSフリップフロップのタイミングチャート †

　RSフリップフロップのタイミングチャートは次のようになる。

もう少し詳しく見てみる †

　現在の出力Q,￣Qの状態をQn,￣Qnとするとき、入力S,Rの状態により、出力は次の表のように変化する。ただし、Qn+1は変化後の出力Qの値である。即ち、S=0,R=0のとき出力は入力前の出力と同一、S=0,R=1のとき常にQn+1=0となる。また、S=1,R=0のときは、常にQn+1=1に設定される。S,Rが共に1となることは禁止されており、出力状態は定義されていない。

　上の図を見るとわかるように、NANDゲートが2つ、NOTゲートが2つ必要となるが、実際には74LS00のICがひとつで十分である。なぜなら、74LS00にはNANDゲートが4つ組み込まれており、その中の2つをNOTゲート2つとして使えばよいのである。なお、NANDゲートをNOTゲートにするには入力のところを繋げればよいとすでに述べてある。

　￣S【セットバー】は、「この入力が0のときに意味をなす」という意味する。また、Rに対しても￣R【リセットバー】というのもある。Sを￣S、Rを￣Rと書き換えることができる。

　つまりこれら￣S、￣Rを利用すると次を意味する。

• ￣S=0のとき、Qは1にセットされる。
• ￣R=0のとき、Qは0にリセットされる。

RSフリップフロップの状態遷移図 †

RSフリップフロップの状態遷移図

実験 †

ブレッドボード利用によるRS-FFの実験　その1 †

　74HC00を使用して、RSフリップフロップの実験してみよう。74HC00の中にはNANDゲートが4つあるので、その中の2つを利用すればRSフリップフロップが実現できる。

回路図

ブレッドボード利用によるRS-FFの実験　その2 †

回路図

　TC74HC00APでRSフリップフロップを構成して、LEDの点灯によりデータが保持されているかをチェックする。回路図をみてわかるようにSW1とSW2は押しボタンであり、それを押し続けているときにLになり、離しているときにHになることに注意。

[1]SW2を押し続けた状態

　H/Lの関係は次のようになるので、LEDが光るはずだ。

　実際に実験するとLEDが光っていることがわかる。

[2]SW2を押してから離した状態

　H/Lの関係は次のようになるので、LEDが光り続けるはずだ。

　実際に実験するとLEDが光り続けていることがわかる。

[3]SW1を押し続けた状態

　H/Lの関係は次のようになるので、LEDが消灯するはずだ。

　実際に実験するとLEDが光り続けていることがわかる。

[4]SW1を押してから離した状態

　H/Lの関係は次のようになるので、LEDが消灯し続けるはずだ。

　実際に実験するとLEDが光り続けていることがわかる。

　ポイントはスイッチを押していない状態であっても、押したときの状態を保持するということである。

RSフリップフロップの応用 †

チャタリング防止 †

　チャタリングとは、機械式の接点スイッチでLを供給するような場合、接点は一挙動では接触しないのが普通で、数[μS]の間に、数回ON/OFFを繰り返す。その結果、幅の細い数発のパルスが発生し、これをチャタリングと呼び、デジタル回路では誤作動の原因となるので、チャタリング防止回路が重要となる。

例：RSフリップフロップを使って、エッジトリガ式Dフリップフロップのチャタリングを防止できる。　◇

参考文献 †

• 『手と頭で覚える　キットで遊ぼう電子回路シリーズNo.4　ディジタル回路編vol.2』
• 『学習コンピュータ1978年9月号』