このページをはてなブックマークに追加このページを含むはてなブックマーク このページをlivedoor クリップに追加このページを含むlivedoor クリップ

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。

入力1入力2出力1出力2
SRQ ̄Q
HH不定不定
HLHL
LHLH
LLLH

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』