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Fachkonzept Master-Slave-D-Flip-Flop

Zielsetzung

Um das vorherige Problem, während der Taktphase C=1 (d.h. während einem Zeitintervall) ist jede Änderung am Eingang D sofort am Ausgang eines D-FF wirksam, zu lösen, bedient man sich einer ganz einfachen Idee: Das Master-Slave-Prinzip („Schleusen-Prinzip“).

Fachkonzept Master-Slave-D-Flip-Flop

Zwei pegelgesteuerte D-Flip-Flops, der sog. Master und Slave, werden hintereinander im sog. „Gegentakt“ betrieben, d.h.:

Dieser „Gegentakt“ wird durch ein zusätzliches NICHT-Gatter erreicht:

Aufgabe 1

Teste die Schaltung und erkläre ihre Funktionsweise. Begründe insbesondere die Notwendigkeit des NICHT-Gatters an der Taktleitung.

Solange C auf 0 steht, wird der Master das D-Signal nicht berücksichtigen. Mit steigender Flanke (von 0 auf 1) ändert der Master den Wert seines Ausgangs Q_M. Der Slave ändert erst zum Zeitpunkt des Wechsels von C von 1 auf 0 (fallende Taktflanke des Taktes) seinen Ausgang Q_S. Damit ist dann der Eingang D gespeichert (= Q durchgeschaltet).
Durch das NICHT-Gattter wird zur gleichen Zeit immer nur genau ein D-FF aktiv geschaltet (C = 1).

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